WO2011076660A1 - Verfahren und siebvorrichtung zum sieben einer faserstoffsuspension - Google Patents

Verfahren und siebvorrichtung zum sieben einer faserstoffsuspension Download PDF

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WO2011076660A1
WO2011076660A1 PCT/EP2010/069888 EP2010069888W WO2011076660A1 WO 2011076660 A1 WO2011076660 A1 WO 2011076660A1 EP 2010069888 W EP2010069888 W EP 2010069888W WO 2011076660 A1 WO2011076660 A1 WO 2011076660A1
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screen
space
screening device
reject
pulp suspension
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PCT/EP2010/069888
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Inventor
Junichi Hashimoto
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
    • 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
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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
    • D21D5/06—Rotary screen-drums
    • D21D5/08—Rotary screen-drums combined with a rocking movement

Definitions

  • the invention relates to a method for screening a pulp suspension
  • a sieve device with at least one in a housing
  • a screen chamber surrounding a screen basket is provided, the one
  • Fibrous suspension rejected at the screen openings and at least partially discharged as a reject from the screening device Fibrous suspension rejected at the screen openings and at least partially discharged as a reject from the screening device.
  • the invention also relates to a screening device, in particular for carrying out the method with at least one inserted in a housing, a
  • Pulp suspension which is rejected at the screen openings, at least one Rejektauslass is present, with at least one Sieb thriftr is in the screen space, which has a driven rotor body with clearing elements.
  • Processes of this type are used in the treatment of paper fiber suspensions to treat the pulp suspension in a wet sieving.
  • a suitable screening device is called in the paper and pulp industry mostly “pressure sorter”. It contains at least one screen basket, which is provided with a plurality of openings. The fibers contained in the suspension
  • a centrifugal procedure is used in which the suspension passes radially from the inside to the outside of the screen openings.
  • Sorting holes are usually round holes or slots. Pressure graders of the type considered here are equipped with sieve scrapers, which are close to the
  • Sieve basket have past movable rake elements. As a result, clogging of the screen openings is prevented in a manner known per se.
  • the Siebierr is designed as a rotor, which is usually mounted concentrically to the screen basket.
  • the release effect of a pressure sorter is due to the fact that at least a portion of the impurities contained in the paper pulp suspension fed can not pass through the screen, so it is separated due to the size, shape or flexibility of the paper fibers.
  • pressure sorters are known in which additionally aimed at the density of the impurities separation is made by the different forces used in a centrifugal field of the impurities are used. Although a large part of the heavy parts would not pass through the screen openings usually used, so be rejected there, but there is a risk of damage or wear when they come into contact with the sieve.
  • Fiber treatment but is due essentially to hydraulic losses in the device.
  • the invention is based on the object to reduce the cost of construction and operation of the screening device and / or to improve the efficiency of the process. In this case, a better efficiency can mean a higher acreage purity and / or a lower fiber loss due to residual fibers in the reject.
  • Claims 10 to 20 relate to advantageous screening devices for carrying out the method.
  • the physical conditions within the screening device are further uniformed. It is considered that unequal physical conditions, in particular
  • Ad 1 The pulp suspension fed into the sieve device is constantly depleted of water and fibers along its way along the sieve, which means that consistency and dirt load increase. The result is a relatively high flow rate at the beginning of the wet sieving process with higher
  • the invention for the first time provides a solution to this problem by providing hydraulic means for uniform distribution over the circumference. This can be achieved by first passing the suspension through the inlet nozzle in an annular space and then through a constriction, in particular a throttle gap extending over the circumference (about 360 °) in which the flow is accelerated and thus advantageously is designed that in it the
  • Gutstoffauslaufstutzen occurs. Particularly advantageous is the combination of both constrictions, ie both in the inlet and in the process.
  • Circumference has to be guided around the screen basket, which is for the
  • the size of the screen surface which affects not only the screen costs but also the size of the screen device, can be reduced without loss of efficiency. This means savings in the cost of the screening device and energy consumption. If, however, an increase in Effective separation efficiency, this can be achieved with the same size of the screen surface. to 3.) If, as described in point 2.) described, to distribute the currents evenly over the circumference, then the composition of the
  • Fig. 1 shown schematically in side view, a sorting device for carrying out the method according to the invention
  • FIG. 2 shows a variant of the sorting device shown in FIG. 1;
  • Fig. 3 shows an advantageous dissolution zone for reject processing within the
  • Fig. 5 shows a special Rejektraum, shown cut in plan view
  • FIG. 6 shows another sorting device with axial conveyor for the reject return;
  • FIG. 7 shows a special embodiment with a bottom reject outlet;
  • FIG. 1 A typical embodiment of the method according to the invention with a corresponding sieve device is shown in FIG. 1.
  • the sieve device contains in a housing a cylindrical strainer basket 1 which surrounds a sieve compartment 5.
  • the center line is vertical in position of use.
  • the method can also be carried out with non-perpendicular screening devices, for. B: in a horizontal sorter.
  • the pulp suspension S to be screened is introduced laterally into the housing through an inlet 8, ie it flows in an asymmetrical manner. She first enters the annular inlet chamber 4, from which they radially inwardly through the throttle gap 6 in the Screening chamber 5 is pumped.
  • the advantageous effect of this constriction has already been described.
  • Gutstoffauslasses 10 can be arbitrarily selected on the circumference, which z. B. facilitates the vote on the specific installation situation.
  • the flow of the suspension from the screen space 5 into the accepts space 3 can be carried along the way along the strainer basket 1.
  • This can be achieved by a conical shape of the corresponding walls in the same direction: they can e.g. be parallel to each other as shown here.
  • Such a designed screening device can be smaller overall and thus cheaper and have lower hydraulic losses, so get along with less energy for the same technological result.
  • the rejected on the strainer basket 1 part of the suspension, in particular the contaminants, is collected in the above the screen basket 1 Rejektraum 15, in the a rotational flow is formed. They are partly removed via Rejektauslass 16 as reject R ' from the housing 2 and partly recirculated as a reject return R " through the hollow interior of the open-topped rotor body 1 1 in the screen room 5.
  • the overhead position of the Rejektraumes 15 facilitates the withdrawal of Air and light parts (eg Styrofoam) together with the reject R '
  • a venting line in the lid of the housing can be saved.
  • the reject R ' derived from the housing is, if necessary, resorted to avoid fiber losses ,
  • the rotor body 1 1 is driven for rotation.
  • other rotors for. B. with directly mounted on the rotor body clearing elements are used.
  • a mixture of contaminants and residual fibers is fed back to the screening process through the reject return R " , thereby giving the residual fibers a further possibility, as intended, to reach the accept, which is advantageously achieved by the position of the distribution openings 18, 19 in the rotor body 1 1 chosen so that the reject-return R " enters the sieve area, which treats the freshly added fiber suspension S.
  • a decisive advantage of this type of internal reject return R " lies in the fact that a stream which is uniformly distributed over the entire circumference is formed and can then be guided in a targeted manner into a less loaded part of the screen basket 1.
  • the screen chamber 5 has at its uppermost part a central port 17 through which z.
  • dilution water W may be mixed into the reject return R "
  • the dilution water flow may enhance the axial transport of the reject return R " , especially if the central port 17 is tight on the rotor body 1 1 or within the rotor body 1 1 opens.
  • Dilution water W is then targeted to the rejected reject R '
  • the central socket 17 is then carried out flush with the lid of the device.
  • Fig. 2 The recovery of residual fibers from reject reject R " can be significantly improved if the reject is further disintegrated or defibrated prior to re-screening, ie when fiber agglomerates and specks are comminuted, resulting in more fibers passing through the screen apertures Dissolution step is indicated in Fig. 2.
  • a dissolving zone 20 is established, in which due to the relative movement between the rotor body 1 1 and housing breakup
  • a favorable embodiment of the dissolving zone 20 is shown in somewhat greater detail in Fig. 3.
  • Rotor ring 24 connected to the housing and one connected to the rotor body 11 are shown Rotor ring 24, the distributed over the circumference for dissolution depressions, in particular s stage-like pockets 25 and 26 have. These have z. B. a depth T between 1 and 20 mm. Rotor ring 24 and stator ring 25 face each other at a distance, so that a gap forms between them, through which pass the substances rejected on the screen basket 1, wherein fiber agglomerates and specks are at least partially dissolved.
  • Rotor ring 24 and stator 25 detachable, for example, fastened with screws to easily replace them. This may be necessary because of wear, or serve to set a different resolution intensity.
  • Rejection is usually a compromise between desired
  • Fiber recovery and unwanted pulp shredding are a processing by shear forces, in which no fiber damage occurs.
  • Thinning intensity can also be affected by the number and geometry of the pockets. 4 shows another example of a dissolution zone. Rotor ring 24 ' and
  • Stator ring 25 ' are arranged here so that they intermesh and thereby transmit more pulses to the specks. They can be provided with pockets, grooves or a closed rough surface.
  • rotor and stator ring may be provided with teeth which are moved past each other at a distance.
  • the screen openings 28 in the strainer 1 are shown as examples only as round holes, it can, for. B. slots with a width between 0.1 and 0.4 mm, preferably between 0.15 and 0.25 mm or round holes with a diameter between 1 to 2 mm. This choice depends heavily on the raw material.
  • the method also offers the possibility of feeding rejects R ''' coming from other separation processes to the screening process.
  • rejects R ''' may originate from other screening devices (reject discharge or venting) or hydrocyclones.
  • the reject of another, preferably downstream Drucksortierers flow through a direct line into the central socket 17. It is possible, the reservoir for these rejects R '"
  • the Rejektraum 15 is slightly higher in Fig. 2 than in Figure 1 and has a central Verdfiter stresses 21 on. As a result, the rotational flow can be better maintained in this room, in particular dead spaces and unnecessary vortex are avoided.
  • the inlet space 4 ' can be placed below the screen space 5 as shown in FIG. 2.
  • the bearing housing 23 of the rotor body 1 1 is in the center of the inlet chamber 4 ' , which avoids dead spaces and unnecessary vortex and also saves space.
  • the throttle gap 6 ' can then be a flat annular gap.
  • Fig. 5 is a plan view of a sorting device according to the invention in section through the Rejektraum 15 is shown schematically and not completely.
  • the rotational flow in the reject space 15 is braked by a barrier 29 and directed into the reject outlet 16. This too can reduce energy consumption.
  • the cut is placed so that the stator ring 25 and the pockets 26 (only a few drawn) of the dissolving zone 20 are visible.
  • an axial conveyor can be used, which is illustrated in an example in Fig. 6.
  • a helical coil 30 is centrally located in the rotor body 11 Axialkraft generated
  • ermudl 30, as shown here co-rotate or fixed, z. B. attached to the lid. It is also advantageous to attach the axial conveyor with screws to replace it when z. B. another conveying effect is desired. The rotor change is easier.
  • FIG. 7 shows a screening device in which the flow in the region of the screen basket 1 is guided from top to bottom.
  • the reject R ' leaves the housing through a downstream reject outlet 16, while the reject reflux R " rises upward through the rotor body 11 after being processed in the dissolving zone 20. It can then enter the sieve compartment 5 again Arrangement, the strainer 1 is easily accessible from above, which is an advantage when replacing.
  • FIG. 8 shows an example in which the principle of achieving equalization of the flow over the circumference by means of one or two constrictions is shown in FIG

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Abstract

Das Verfahren dient zum Sieben einer Faserstoffsuspension (S) mit Hilfe einer Siebvorrichtung, insbesondere eines Drucksortierers. Dieser ist mit mindestens einem in einem Gehäuse eingesetzten, einen Siebraum (5) umgebenden Siebkorb (1) versehen. Ein Teil der in den Siebraum (5) geführten Faserstoffsuspension (S) passiert die Sieböffnungen und gelangt als Gutstoff (A) in einen Gutstoffraum (3), während ein anderer Teil der Faserstoffsuspension (S) als Rejekt an den Sieböffnungen abgewiesen wird. Dabei wird in einer besonders günstigen Ausführungsform ein Teil des Rejektes als Rejekt-Rücklauf (R'') in den Siebraum (5) zurückgeführt und gelangt erneut in den Bereich der Sieböffnungen. Als weitere Verbesserungen werden Maßnahmen zur Vergleichmäßigung der Strömungsgeschwindigkeit, insbesondere über den Umfang betrachtet, vorgeschlagen.

Description

Verfahren und Siebvorrichtung zum Sieben einer Faserstoffsuspension
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sieben einer Faserstoffsuspension
mit Hilfe einer Siebvorrichtung, die mit mindestens einem in einem Gehäuse
eingesetzten, einen Siebraum umgebenden Siebkorb versehen ist, der eine
Vielzahl von Sieböffnungen aufweist, durch die ein Teil der in den Siebraum
geführten Faserstoffsuspension passiert und als Gutstoff in einen Gutstoffraum gelangt aus der Siebvorrichtung ausgeleitet wird, während ein anderer Teil der
Faserstoffsuspension an den Sieböffnungen abgewiesen und zumindest teilweise als Rejekt aus der Siebvorrichtung ausgeleitet wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Siebvorrichtung insbesondere zur Durchführung des Verfahrens mit mindestens einem in einem Gehäuse eingesetzten, einen
Siebraum umgebenden Siebkorb, der mit einer Vielzahl von Sieböffnungen
Versehen ist, durch die ein Teil der durch einen Zulauf in einen Zulaufraum und dann in den Siebraum geführten Faserstoffsuspension passieren und in einen radial weiter außen liegenden Gutstoffraum gelangen kann, der mit mindestens einem Gutstoffauslass hydraulisch verbunden ist, während für den Teil der
Faserstoffsuspension, der an den Sieböffnungen abgewiesen wird, mindestens ein Rejektauslass vorhanden ist, wobei sich im Siebraum mindestens ein Siebräumer befindet, der einen angetriebenen Rotorkörper mit Räumelementen aufweist.
Verfahren dieser Art werden bei der Aufbereitung von Papierfasersuspensionen eingesetzt, um die Faserstoffsuspension in einer Nasssiebung zu behandeln. Eine hierzu geeignete Siebvorrichtung wird in der Papier- und Zellstoffindustrie zumeist "Drucksortierer" genannt. Sie enthält mindestens einen Siebkorb, der mit einer Vielzahl von Öffnungen versehen ist. Die in der Suspension enthaltenen Fasern
sollen durch die Öffnungen hindurch treten, während die nicht gewünschten festen Bestandteile daran abgewiesen und aus dem Sortierer wieder herausgeleitet werden. Vorzugsweise wird dabei eine zentrifugale Fahrweise angewendet, bei der die Suspension radial von innen nach außen die Sieböffnungen passiert. Als
Sortieröffnungen dienen in der Regel runde Löcher oder Schlitze. Drucksortierer der hier betrachteten Art sind mit Siebräumern ausgestattet, die dicht an dem
Siebkorb vorbei bewegbare Räumelemente aufweisen. Dadurch wird in an sich bekannter Weise das Zusetzen der Sieböffnungen verhindert. Der Siebräumer ist als Rotor ausgeführt, der in der Regel konzentrisch zum Siebkorb gelagert ist.
Die Trennwirkung eines Drucksortierers ist darauf zurückzuführen, dass zumindest ein Teil der in der zugeführten Papierfasersuspension enthaltenen Verunreinigungen nicht das Sieb passieren kann, also auf Grund der Größe, Form oder Flexibilität von den Papierfasern getrennt wird. Es sind auch Drucksortierer bekannt, bei denen zusätzlich eine auf die Dichte der Störstoffe zielende Trennung vorgenommen wird, indem die in einem Zentrifugalfeld unterschiedlichen Kräfte der Störstoffe genutzt werden. Zwar würde ein großer Teil der Schwerteile ohnehin nicht durch die üblicherweise verwendeten Sieböffnungen hindurch passen, also dort abgewiesen werden, es besteht jedoch die Gefahr der Beschädigung oder des Verschleißes, wenn sie mit dem Sieb in Kontakt kommen.
Bekannte Verfahren dieser Art sind relativ aufwändig, insbesondere wegen der teuren Siebvorrichtungen, die eine große Suspensionsmenge bearbeiten müssen und wegen des Energiebedarfes. Letzterer dient nicht der eigentlichen
Faserbehandlung sondern ist im Wesentlichen auf hydraulische Verluste in der Vorrichtung zurückzuführen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Kosten für Bau und Betrieb der Siebvorrichtung zu senken und/oder die Effizienz des Verfahrens zu verbessern. Dabei kann eine bessere Effizienz eine höhere Gutstoffreinheit und /oder einen geringeren Faserverlust durch Restfasern im Rejekt bedeuten. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 , 6 oder 7 gelöst, wobei die abhängigen Ansprüche vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens beschreiben. Die Ansprüche 10 bis 20 beziehen sich auf vorteilhafte Siebvorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens.
Mit Hilfe der Erfindung ist eine weitere Optimierung des Nasssiebungsprozesses möglich. Insbesondere gelingt es, die Faserstoffsuspension mit einer Siebvorrichtung effektiver in nutzbare Fasern und nicht störende Stoffe aufzuteilen.
In speziellen Ausführungsformen werden die physikalischen Verhältnisse innerhalb der Siebvorrichtung weiter vergleichmäßigt. Dabei wird berücksichtigt, dass ungleiche physikalische Verhältnisse, insbesondere
1. ) ungleiche Stoffzusammensetzung (Konsistenz, Schmutzfracht), an verschiedenen Stellen der Siebfläche, axial betrachtet
2. ) ungleiche Strömungsgeschwindigkeiten, über den Umfang betrachtet,
3. ) ungleiche Stoffzusammensetzung (Konsistenz, Schmutzfracht), über den Umfang betrachtet,
zu Einbußen an Effizienz und/oder zu unnötiger Erhöhung des Energiebedarfes führen.
Zu 1 .): Die in die Siebvorrichtung eingeleitete Faserstoffsuspension wird auf ihrem Weg am Sieb entlang ständig an Wasser und Fasern abgereichert, was bedeutet, dass Konsistenz und Schmutzfracht zunehmen. Die Folge ist eine relativ hohe Durchlaufmenge zu Beginn des Nasssiebungsprozesses mit höheren
Strömungsgeschwindigkeiten in den Sieböffnungen, die dann im weiteren Verlauf deutlich geringer werden. Unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten in den Sieböffnungen führen aber in aller Regel auch zu einer unterschiedlichen
Trenncharakteristik ("Trenngrenze") und damit zu Effizienzverlusten des
Gesamtprozesses. Abhilfe bringt die Rezirkulation eines Teils des Rejektes, und zwar gezielt in den Siebbereich, wo Schmutzfracht und Konsistenz vor den
Sieböffnungen noch relativ gering sind. Zu 2.) Aus praktischen Gründen müssen bei Siebvorrichtungen Zu- und Ablauf der Suspension durch Rohrleitungen erfolgen, die ob nun radial oder tangential angebracht, über den Umfang betrachtet eine unsymmetrische Strömung in der Siebvorrichtung verursachen. Das musste bisher als gegeben hingenommen werden, oder die Bauhöhe der Vorrichtung wurde vergrößert, um die Anschlüsse der
Rohrleitungen anders (tiefer oder höher) legen zu können. Die Erfindung bietet dagegen erstmals eine Lösung dieses Problems, indem durch hydraulische Mittel für eine gleichmäßige Verteilung, über den Umfang betrachtet, gesorgt wird. Das kann dadurch erreicht werden, dass die Suspension durch den Zulaufstutzen zunächst in einem Ringraum geführt wird und dann durch eine Verengung, insbesondere einen sich über den Umfang (ca. 360°) erstreckenden Drosselspalt, in dem die Strömung beschleunigt wird und der mit Vorteil so ausgelegt ist, dass darin die
Strömungsgeschwindigkeit ähnlich der Siebdurchtrittsgeschwindigkeit ist. Das ist näherungsweise erreicht, wenn der engste Strömungsquerschnitt der Verengung etwa so groß ist wie die gesamte offene Siebfläche des Siebkorbes. In dem der Verengung vorgelagerten Ringraum, kann sich daher eine über den Umfang gleichmäßigere Druckverteilung einstellen, unabhängig davon, wo der Zulaufstutzen positioniert ist. Dasselbe Prinzip kann mit Vorteil auch für den Ablauf des Gutstoffes aus dem
Siebbereich angewandt werden, wo das Problem der Unsymmetrie durch den
Gutstoffauslaufstutzen auftritt. Besonders vorteilhaft ist die Kombination beider Verengungen, also sowohl im Zulauf als auch im Ablauf.
Es kann also eine symmetrische gleichmäßige Verteilung der zu- und/oder
abströmenden Suspension erreicht werden, bei der die Suspension nicht in
Umfangsrichtung um den Siebkorb herumgeführt werden muss, was für die
optimale Ausnutzung der Siebfläche und die Siebcharakteristik wichtig ist.
Das heißt, mit relativ geringem Aufwand kann die Größe der Siebfläche, die nicht nur die Siebkosten sondern auch die Größe der Siebvorrichtung beeinflusst, ohne Effizenzverlust reduziert werden. Das bedeutet Einsparungen bei den Kosten für die Siebvorrichtung und beim Energieverbrauch. Wird hingegen eine Steigerung der Trenneffizienz angestrebt, kann das bei gleicher Größe der Siebfläche erreicht werden. zu 3.) Wenn es, wie unter Punkt 2.) beschrieben gelingt, die Strömungen gleichmäßig über den Umfang zu verteilen, dann bleibt auch die Zusammensetzung der
Suspension auf dem Weg am Sieb entlang gleich, da die unter Punkt 1.)
beschriebene Zunahme von Schmutzfracht und Konsistenz über den Umfang gleich ist.
Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch geschnitten in Seitenansicht dargestellt, eine Sortiervorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 eine Variante der in Fig. 1 gezeigten Sortiervorrichtung;
Fig. 3 eine vorteilhafte Auflösezone zur Rejektbearbeitung innerhalb der
Sortiervorrichtung;
Fig. 4 eine weitere Möglichkeit zur Ausgestaltung der Auflösezone;
Fig. 5 einen speziellen Rejektraum, in Draufsicht geschnitten dargestellt;
Fig. 6 eine weitere Sortiervorrichtung mit Axialförderer für den Rejekt-Rücklauf; Fig. 7 eine spezielle Ausführungsform mit unten liegendem Rejektauslass;
Fig.8 eine spezielle Ausführungsform ohne Rejektzirkulation.
Ein typisches Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer entsprechenden Siebvorrichtung zeigt die Fig. 1. Die Siebvorrichtung enthält in einem Gehäuse einen zylindrischen Siebkorb 1 , der einen Siebraum 5 umgibt.
Die Mittellinie steht in Gebrauchslage senkrecht. Man spricht dann auch von einem Vertikalsortierer. Das Verfahren kann auch mit nicht senkrecht stehenden Siebvorrichtungen durchgeführt werden, z. B: in einem Horizontalsortierer. Die zu siebende Faserstoffsuspension S wird durch einen Zulauf 8 seitlich in das Gehäuse eingeführt, strömt also unsymmetrisch zu. Sie gelangt zunächst in den ringförmigen Zulaufraum 4, aus dem sie radial nach innen durch den Drosselspalt 6 in den Siebraum 5 gepumpt wird. Die vorteilhafte Wirkung dieser Verengung (Drosselspalt 6) wurde bereits beschrieben. Der Gutstoff, der vom Siebraum 5 kommend die
Sieböffnungen des Siebkorbes 1 passiert hat, gelangt in den Gutstoffraum 3 und wird aus diesem durch einen Drosselspalt 9 in einen Gutstoffsammelraum 7 geführt, an den der Gutstoffauslass 10 seitlich angeschlossen ist, wodurch sich eine
unsymmetrische Ausströmung aus dem Gutstoffsammelraum 7 ergibt. Die Position des Gutstoffauslasses 10 kann beliebig am Umfang gewählt werden, was z. B. die Abstimmung auf die konkrete Einbausituation erleichtert.
Bei starker Verunreinigung der Faserstoffsuspension S, ist eine
Schwerteilabscheidung vor Erreichen des Siebkorbes 1 von Vorteil. Die größeren Schwerteile sammeln sich im unteren und radial äußeren Teil des Zulaufraumes 4 und werden hier über den Schwerteilauslass 13 in die Schwerteilschleuse 14 abgeleitet. Das wird begünstigt, wenn der Zulauf 8 tangential an den Zulaufraum 4 angeschlossen ist.
Weitere Maßnahmen zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse, insbesondere zur Vergleichmäßigung der Strömungsgeschwindigkeiten in der Siebvorrichtung sind hier realisiert. So ist es günstig, wenn sich der Querschnitt des zwischen
Rotorköper 1 1 und Siebkorb 1 liegenden Hohlraumes des Siebraumes 5 in axialer Richtung zwischen Zulauf und Ablauf der Suspension verkleinert, während der Gutstoffraum 3 in der gleichen Richtung größer wird. Dadurch kann dem Fluss der Suspension vom Siebraum 5 in den Gutstoffraum 3 auf dem Weg am Siebkorb 1 entlang Rechnung getragen werden. Erreichbar ist das durch eine gleichsinnig konische Form der entsprechenden Wandungen: sie können z.B. wie hier gezeigt zueinander parallel sein. Eine so gestaltete Siebvorrichtung kann insgesamt kleiner und damit billiger sein und geringere hydraulische Verluste haben, also mit weniger Energie für das gleiche technologische Ergebnis auskommen.
Der am Siebkorb 1 abgewiesene Teil der Suspension, insbesondere die Störstoffe, wird im oberhalb des Siebkorbes 1 liegenden Rejektraum 15 gesammelt, in dem sich eine Rotationsströmung ausbildet. Sie werden teils via Rejektauslass 16 als Rejekt R' aus dem Gehäuse 2 entfernt und teils als Rejekt-Rücklauf R" durch den hohlen Innenraum des oben offenen Rotorkörpers 1 1 in den Siebraum 5 rezirkuliert. Die oben liegende Position des Rejektraumes 15 erleichtert den Abzug von Luft und Leichtteilen (z. B. Styropor) zusammen mit dem Rejekt R'. In günstigen Fällen kann dadurch eine Entlüftungsleitung im Deckel des Gehäuses eingespart werden. Der aus dem Gehäuse abgeleitete Rejekt R' wird, wenn erforderlich, nachsortiert, um Faserverluste zu vermeiden.
Im Siebraum 5 werden Räumelemente 12, die an einem Rotorkörper 1 1 befestigt sind, dicht an der Innenfläche des Siebkorbes 1 vorbeibewegt. Durch
Relativbewegung zu der sie umgebenden Flüssigkeit erzeugen sie Druck- und Saugstöße, mit denen die Sieböffnungen frei gehalten werden. Der Rotorkörper 1 1 wird zur Rotation angetrieben. Neben der hier gezeigten Form mit Rotorkörper 1 1 und frei umströmbaren Räumelementen 12 können auch andere Rotoren, z. B. mit direkt auf dem Rotorkörper angebrachten Räumelementen zum Einsatz kommen.
Durch den Rejekt-Rücklauf R" wird ein Gemisch aus Störstoffen und Restfasern erneut dem Siebprozess zugeführt. Die Restfasern erhalten dadurch eine weitere Möglichkeit, wie beabsichtigt, in den Gutstoff zu gelangen. Dabei wird mit Vorteil durch die Position der Verteilöffnungen 18, 19 im Rotorkörper 1 1 so gewählt, dass der Rejekt-Rücklauf R" in den Siebbereich gelangt, der die frisch zugegebene Fasersuspension S behandelt. Ein entscheidender Vorteil dieser Art von internem Rejekt-Rücklauf R" liegt darin, dass ein über den ganzen Umfang gleichmäßig verteilter Strom gebildet werden und dann gezielt in einen weniger belasteten Teil des Siebkorbes 1 geführt werden kann.
Der Siebraum 5 weist an seinem obersten Teil einen Zentralstutzen 17 auf, durch den z. B. Verdünnungswasser W in den Rejekt-Rücklauf R" zugemischt werden kann. Die Verdünnungswasser-Strömung kann den Axialtransport des Rejekt- Rücklaufes R" verstärken, insbesondere dann, wenn der Zentralstutzen 17 dicht am Rotorkörper 1 1 oder innerhalb des Rotorkörpers 1 1 mündet. Eine weitere
Möglichkeit zur Zugabe von Verdünnungswasser W bietet ein seitlich am im
Wesentlichen zylindrisch geformten Rejektraum 15 angebrachter, vorzugsweise tangential angesetzter Stutzen 22, wie er in Fig. 2 dargestellt ist. Dieses
Verdünnungswasser W wird dann gezielt dem auszuleitenden Rejekt R'
zugemischt, was den Vorteil bietet, dass Verstopfungen durch Eindickung
am Rejektauslass 16 vorgebeugt wird.
Alternativ kann der Zentralstutzen 17, wenn erforderlich, auch dazu genutzt werden, um Luft und Leichtteile zu entfernen, die am Siebkorb 1 vorbei
geströmt sind, ohne die Sieböffnungen passiert zu haben. Zweckmäßigerweise wird dann der Zentralstutzen 17 innen bündig mit dem Deckel der Vorrichtung ausgeführt.
Die Rückgewinnung von Restfasern aus dem Rejekt-Rücklauf R" lässt sich entscheidend verbessern, wenn der Rejekt vor der erneuten Siebung weiter aufgelöst oder zerfasert wird, wenn also Faseragglomerate und Stippen zerkleinert werden, was dazu führt, dass weitere Fasern die Sieböffnungen passieren. Ein solcher Auflöseschritt ist in der Fig. 2 angedeutet. Dazu wird an einer Stelle zwischen dem Siebraum 5 (hier am oberen Ende des Siebkorbes 1 ) und dem Rejektraum 15 eine Auflösezone 20 eingerichtet, in der auf Grund der Relativbewegung zwischen Rotorkörper 1 1 und Gehäuse ein Aufbrechen der Faseragglomerate und Stippen erfolgt, und zwar gezielt von denen, die am Sieb abgewiesen wurden. In Fig.3 wird eine günstige Ausführungsform der Auflösezone 20 etwas detaillierter dargestellt. Man erkennt einen mit dem Gehäuse verbundenen Statorring 25 sowie einen mit dem Rotorkörper 1 1 verbundenen Rotorring 24, die zur Auflösung über den Umfang verteilte Vertiefungen, insbesondere stufenartige Taschen 25 und 26 aufweisen. Diese haben z. B. eine Tiefe T zwischen 1 und 20 mm. Rotorring 24 und Statorring 25 liegen sich mit einem Abstand gegenüber , sodass sich zwischen ihnen ein Spalt bildet, durch den die am Siebkorb 1 abgewiesenen Stoffe hindurchtreten, wobei Faseragglomerate und Stippen zumindest teilweise aufgelöst werden. Mit Vorteil sind Rotorring 24 und Statorring 25 lösbar, z.B. mit Schrauben befestigt, um sie leicht austauschen zu können. Das kann wegen Verschleiß erforderlich sein, oder dazu dienen, eine andere Auflöse-Intensität einstellen zu können. Eine derartige
Rejektauflösung ist nämlich meistens ein Kompromiss zwischen erwünschter
Faserrückgewinnung und unerwünschter Störstoffzerkleinerung. Günstig ist eine Bearbeitung durch Scherkräfte, bei der keine Faserschädigung auftritt. Die
Auflöseintensität kann auch durch Anzahl und Geometrie der Taschen beeinflusst werden. Fig.4 zeigt ein weiteres Beispiel einer Auflösezone. Rotorring 24'und
Statorring 25' sind hier so angeordnet, dass sie ineinandergreifen und dadurch mehr Impulse auf die Stippen übertragen. Sie können mit Taschen, Rillen oder einer geschlossenen rauen Oberfläche versehen sein.
Zur Auflösung von Faseragglomeraten und Stippen können z. B. auch Rotor- und Statorring mit Zähnen versehen sein, die mit Abstand aneinander vorbeibewegt werden.
Zur Fig. 3 ist noch anzumerken, dass die Sieböffnungen 28 im Siebkorb 1 nur exemplarisch als Rundlöcher eingezeichnet sind, es können z. B. Schlitze mit einer Weite zwischen 0,1 und 0,4 mm, vorzugsweise zwischen 0,15 und 0,25 mm oder Rundlöcher mit Durchmesser zwischen 1 bis 2 mm sein. Diese Wahl hängt stark vom Rohstoff ab.
Wie Fig. 2 zeigt, bietet das Verfahren auch die Möglichkeit, Rejekte R'", die von anderen Trennprozessen stammen, dem Siebprozess zuzuführen, Solche Rejekte R' " können aus anderen Siebvorrichtungen (Rejektauslass oder Entlüftung) oder Hydrozyklonen stammen. So kann z. B. der Rejekt eines anderen, vorzugsweise nachgeschalteten Drucksortierers durch eine direkte Leitung in den Zentralstutzen 17 zufließen. Dabei ist es möglich, den Vorlagebehälter für diese Rejekte R' "
einzusparen. Sie können auch durch einen seitlich angebrachten Stutzen 22 in den im Wesentlichen zylindrisch oder ringförmig geformten Rejektraum 15 eingeführt werden. Sie werden dann durch die Rotationsströmung erfasst und dem Rejekt-Rücklauf R" zugemischt.
Der Rejektraum 15 ist in Fig. 2 etwas höher gebaut als in Fig.1 und weist einen zentralen Verdängerkörper 21 auf. Dadurch kann die Rotations-Strömung in diesem Raum besser gepflegt werden, insbesondere werden Toträume und unnötige Wirbel vermieden.
Der Zulaufraum 4' kann gemäß Fig. 2 unterhalb des Siebraumes 5 plaziert sein. Bei diesem Beispiel liegt das Lagergehäuse 23 des Rotorkörpers 1 1 im Zentrum des Zulaufraumes 4', was Toträume und unnötige Wirbel vermeidet und außerdem Platz spart. Der Drosselspalt 6' kann dann ein ebener Ringspalt sein.
In Fig. 5 ist eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Sortiervorrichtung im Schnitt durch den Rejektraum 15 schematisch und nicht vollständig dargestellt. Mit Vorteil wird die Rotationsströmung im Rejektraum 15 durch eine Barriere 29 gebremst und in den Rejektauslass 16 geleitet. Auch das kann den Energieverbrauch senken. Beim Rotorkörper 1 1 ist in dieser Fig. 5 der Schnitt so gelegt, das der Statorring 25 und die Taschen 26 (nur wenige gezeichnet) der Auflösezone 20 sichtbar werden.
Um den Rejekt-Rücklauf R" besser zu führen, kann ein Axialförderer verwendet werden, was Fig. 6 in einem Beispiel darstellt ist. Dabei ist eine Schraubwendel 30 zentral im Rotorkörper 1 1 angeordnet. Auf Grund der Relativgeschwindigkeit zwischen dieser und der Rejektströmung wird eine Axialkraft erzeugt. Dabei kann die
Schraubwendel 30, wie hier gezeigt, mitrotieren oder auch feststehen, z. B. am Deckel befestigt sein. Entscheidend ist die Relativgeschwindigkeit und Schraubrichtung der Schraubwendel 30. Günstig ist es auch, den Axialförderer mit Schrauben zu befestigen, um ihn austauschen zu können, wenn z. B. eine andere Förderwirkung gewünscht wird. Auch der Rotorwechsel wird leichter.
Die bisher in den Figuren 1 bis 6 beschriebenen Anwendungen mit einer
Strömungsrichtung von unten nach oben sind in vielen Fällen optimal, aber nicht zwingend. So zeigt Fig.7 eine Siebvorrichtung, bei der die Strömung im Bereich des Siebkorbes 1 von oben nach unten geführt wird. Der Rejekt R' verlässt das Gehäuse durch einen unten liegenden Rejektauslass 16, während der Rejekt-Rücklauf R" nach Bearbeitung in der Auflösezone 20 durch den Rotorkörper 1 1 hindurch nach oben steigt. Er kann dann wieder in den Siebraum 5 gelangen. Bei einer solchen Anordnung ist der Siebkorb 1 von oben besonders leicht zugänglich, was beim Austausch ein Vorteil ist.
Fig.8 zeigt ein Beispiel, bei dem das Prinzip, durch einen oder zwei Verengungen eine Vergleichmäßigung der Strömung über den Umfang zu erreichen, an einem
Drucksortierer ohne Rejekt-Rezirkulation angewendet wird. So werden an sich bekannte Drucksortierer mit dieser Maßnahme aus den bereits genannten Gründen wesentlich verbessert. Die Zulaufströmung zum Siebraum 5 gelangt vom Zulaufraum 4 über einen ebenen Drosselspalt 6' in den Siebraum 5. Der Gutstoff wird aus dem Gutstoffraum 3 durch den Drosselspalt 9 in den Gutstoffsammelraum 7 geführt. Die am Siebkorb 1 abgewiesenen Anteile kommen in den Rejektraum 15 und verlassen die Vorrichtung durch den Rejektauslass 16. Die Kombination zweier Verengungen ist vorteilhaft, eventuell genügt aber auch schon eine. Bei diesem Beispiel werden die zu siebende Faserstoffsuspension S oben zu- und der Rejekt R unten abgeführt. Die Strömungsführung kann aber auch umgekehrt sein, also wie in den Figuren 1 bis 6.

Claims

Patentansprüche:
1 . Verfahren zum Sieben einer Faserstoffsuspension (S) mit Hilfe einer
Siebvorrichtung, die mit mindestens einem in einem Gehäuse eingesetzten, einen Siebraum (5) umgebenden Siebkorb (1 ) versehen ist, der eine Vielzahl von Sieböffnungen aufweist, durch die ein Teil der in den Siebraum (5) geführten Faserstoffsuspension (S) passiert und als Gutstoff (A) in einen Gutstoffraum (3) gelangt aus der Siebvorrichtung ausgeleitet wird,
während ein anderer Teil der Faserstoffsuspension (S) an den Sieböffnungen abgewiesen und zumindest teilweise als Rejekt (R, R') aus der Siebvorrichtung ausgeleitet wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Teil des Rejektes als Rejektrücklauf (R") in den Siebraum (5) zurückgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich im Siebraum (5) mindestens ein Siebräumer befindet, der einen angetriebenen Rotorkörper (1 1 ) mit Räumelementen (12) aufweist, und dass ein Teil des Rejektes (R, R', R") innerhalb des Rotorkörpers (1 1 ) und mittels eines mechanischen Förderers, insbesondere eines mit dem Rotorkörper (1 1 ) verbundenen Axialförderers in den Siebraum (5) zurückgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der am Siebkorb (1 ) abgewiesene Rejekt (R, R', R") in der Siebvorrichtung zumindest teilweise weiter aufgelöst wird. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest einem Teil des Rejektes (R, R', R") Verdünnungswasser zugegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , 2, 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest einem Teil des Rejektes (R', R"), insbesondere dem in den Siebraum (5) zurückgeführten Teil, weiterer Rejekt (R'") aus einem anderen Trennprozess zugegeben wird.
Verfahren zum Sieben einer Faserstoffsuspension (S) mit Hilfe einer
Siebvorrichtung, die mit mindestens einem in einem Gehäuse eingesetzten, einen Siebraum (5) umgebenden Siebkorb (1 ) versehen ist, der eine Vielzahl von Sieböffnungen aufweist, durch die ein Teil der in den Siebraum (5) geführten Faserstoffsuspension (S) passiert und als Gutstoff (A) in einen Gutstoffraum (3) gelangt aus der Siebvorrichtung ausgeleitet wird,
während ein anderer Teil der Faserstoffsuspension (S) an den Sieböffnungen abgewiesen und zumindest teilweise als Rejekt (R, R') aus der Siebvorrichtung ausgeleitet wird, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Faserstoffsuspension (S) gleichmäßig über den Umfang verteilt dem Siebraum (5) zugeführt wird.
Verfahren zum Sieben einer Faserstoffsuspension (S) mit Hilfe einer
Siebvorrichtung, die mit mindestens einem in einem Gehäuse eingesetzten, einen Siebraum (5) umgebenden Siebkorb (1 ) versehen ist, der eine Vielzahl von Sieböffnungen aufweist, durch die ein Teil der in den Siebraum (5) geführten Faserstoffsuspension (S) passiert und als Gutstoff (A) in einen Gutstoffraum (3) gelangt aus der Siebvorrichtung ausgeleitet wird,
während ein anderer Teil der Faserstoffsuspension (S) an den Sieböffnungen abgewiesen und zumindest teilweise als Rejekt (R, R') aus der Siebvorrichtung ausgeleitet wird, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet,
dass der Gutstoff (A) gleichmäßig über den Umfang verteilt aus dem
Gutstoffraum (3) abgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Strömung zur gleichmäßige Verteilung durch mindestens eine sich über den Umfang erstreckende Verengung, insbesondere mindestens einen
Drosselspalt (6, 6', 9) geführt wird, und dass die Strömungsgeschwindigkeit in der Verengung so eingestellt wird, dass sie der mittleren
Strömungsgeschwindigkeit in den Sieböffnungen des Siebkorbes (1 ) mit einer Toleranz von plus 50% bis minus 50% entspricht.
9. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein stehender Drucksortierer verwendet wird, bei dem die
Faserstoffsuspension (S) von unten zu- und der Rejekt (R, R') oben abgeführt wird.
10. Siebvorrichtung insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der voran stehenden Ansprüche mit mindestens einem in einem Gehäuse
eingesetzten, einen Siebraum (5) umgebenden Siebkorb (1 ), der mit einer Vielzahl von Sieböffnungen versehen ist,
durch die ein Teil der durch einen Zulauf (8) in einen Zulaufraum (4, 4') und dann in den Siebraum (5) geführten Faserstoffsuspension (S) passieren und in einen radial weiter außen liegenden Gutstoffraum (3) gelangen kann, der mit mindestens einem Gutstoffauslass (10) hydraulisch verbunden ist,
während für den Teil der Faserstoffsuspension (S), der an den Sieböffnungen abgewiesen wird, mindestens ein Rejektauslass (16) vorhanden ist, wobei sich im Siebraum (5) mindestens ein Siebräumer befindet, der einen angetriebenen Rotorkörper (1 1 ) mit Räumelementen (12) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Siebvorrichtung mindestens eine hydraulische Verbindung aufweist, durch die ein Teil des am Siebkorb (1 ) abgewiesenen Rejektes (R) in den Zulaufraum (4, 4') zurückgeführt werden kann.
1 1. Siebvorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Zulaufraum (4, 4') mit einem Schwerteilauslass (13) verbunden ist.
12. Siebvorrichtung nach Anspruch 10 oder 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Rejektauslass (16) oberhalb des Siebkorbes (1 ) angeordnet ist.
13. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Gutstoffauslass (16) oberhalb des Zulaufes (8) angeordnet ist.
14. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13,,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich zwischen dem Siebraum (5) und dem Rejektraum (15) eine
Auflösezone (20) mit mindestens einem Rotorring (24, 24') und mindestens einem Statorring (25, 25') befindet, zwischen denen der Rejekt (R, R', R") bearbeitet, insbesondere weiter aufgelöst werden kann.
15. Siebvorrichtung Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass Rotorring (24, 24') und Statorring (25, 25') mit Taschen (26, 27) versehen sind.
16. Siebvorrichtung Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass Rotorring (24, 24') und Statorring (25, 25') lösbar, insbesondere mit Schrauben befestigt sind.
17. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich im Rotorkörper (1 1 ) ein Axialförderer, insbesondere eine
Schraubwendel (30) befindet.
18. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich der Querschnitt des zwischen Rotorköper (1 1 ) und Siebkorb (1 ) liegenden Teils des Siebraumes (5) in axialer Richtung verkleinert, während der Gutstoffraum (3) in der gleichen Richtung größer wird.
19. Siebvorrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Änderung der Querschnitte im Siebraum (5) und im Gutstoffraum (3) durch gleichsinnig konische Formen der entsprechenden Wandungen erzeugt wird.
20. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich zwischen dem Zulaufraum (4, 4') und dem Siebraum (5) und/oder dem Gutstoffraum (3) und einem diesem direkt nachgeschalteten
Gutstoffsammelraum (7) jeweils mindestens eine Verengung befindet, insbesondere mindestens ein sich über den Umfang erstreckender Drosselspalt (6, 6', 9) dessen engster Strömungsquerschnitt etwa so groß ist wie die gesamte offene Siebfläche des Siebkorbes (1 ) und vorzugsweise zwischen 50 und 200%, insbesondere zwischen 50 und 150% der offenen Siebfläche des Siebkorbes (1 ) liegt.
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