[0001] Die Erfindung betrifft einen Drucksortierer für Fasersuspensionen, insbesondere zur
Aufbereitung von aus Altpapier gewonnenen Fasersuspensionen, mit einem Gehäuse, in
dem ein stationäres, zu einer Siebachse rotationssymmetrisches Sieb angeordnet ist,
welches im Gehäuse einen vom Sieb umfaßten Zulaufraum von einem außerhalb des Siebs
liegenden Gutstoffraum trennt, sowie mit einem durch einen Motor um die Siebachse
antreibbaren Rotor, dessen Umfangsfläche zusammen mit einer Zulaufseite des Siebs
den Zulaufraum in radialer Richtung begrenzt, einem mit einem ersten axialen Ende
des Zulaufraums kommunizierenden Zulauf für die zu behandelnde Fasersuspension und
einem mit einem zweiten axialen Ende des Zulaufraums kommunizierenden Spuckstoffauslaß,
wobei zur Erzeugung positiver und negativer Druckstöße in der Fasersuspension an der
Umfangsfläche des Rotors Profilelemente vorgesehen sind.
[0002] Bei derartigen Drucksortierern besteht grundsätzlich das Problem, daß, werden keine
geeigneten Gegenmaßnahmen ergriffen, der Durchsatz an brauchbarer Fasersuspension
durch das Sieb hindurch in den Gutstoffraum dadurch drastisch herabgesetzt wird, daß
die Sieböffnungen auf der Zulaufseite des Siebs durch in der aufzubereitenden Fasersuspension
enthaltene Verunreinigungen, aber auch durch Faserzusammenballungen verstopft werden;
außerdem neigen derartige Drucksortierer grundsätzlich dazu, daß während ihres Betriebs
die in der aufzubereitenden Fasersuspension enthaltenen Fasern auf der Siebzulaufseite
ein Faservlies bilden, durch welches ein an sich erwünschter hoher Durchsatz brauchbarer
Fasern (langer sowie kurzer) durch die Sieböffnungen hindurch in den Gutstoffraum
verhindert und außerdem ein zumindest in den meisten Fällen unerwünschtes Fraktionieren
der Fasersuspension bewirkt wird - hierunter versteht man eine Aufteilung der in der
aufzubereitenden Fasersuspension enthaltenen Fasermenge in kürzere und längere Fasern,
wobei ein solches Faservlies vor allem längere Fasern am Durchtritt durch das Sieb
hindurch in den Gutstoffraum hindert.
[0003] Im Stand der Technik lassen sich die unterschiedlichsten Maßnahmen finden, durch
welche versucht wurde, alle oder einen Teil der vorstehend aufgeführten Probleme zu
beherrschen, wobei man sich in diesem Zusammenhang vor Augen halten muß, daß bei Drucksortierern
der eingangs erwähnten Art durch die mit ihren Profilelementen erzeugten negativen
Druckstösse die Sieböffnungen rückgespült werden sollen, d.h. durch das Erzeugen von
Unterdruckphasen im Zulaufraum soll Flüssigkeit aus dem Gutstoffraum durch die Sieböffnungen
hindurch in den Zulaufraum zurückgesaugt werden, um auf der Zulaufseite der Sieböffnungen
angesammelte Verunreinigungen und Faserzusammenballungen aus den Sieböffnungen herauszuspülen.
[0004] Eine erste Maßnahme, welche sich dem Stand der Technik entnehmen läßt, besteht darin,
die Sieböffnungen so zu gestalten, daß sie sich in Durchlaßrichtung (d.h. in Richtung
vom Zulaufraum zum Gutstoffraum) erweitern (siehe z.B. US-PS 3 581 903), um die Gefahr
des Verstopfens der Sieböffnungen zu verringern.
[0005] Um sowohl ein Rückspülen der Sieböffnungen zu bewirken, als auch das Entstehen eines
Faservlieses auf der Zulaufseite des Siebs zu verhindern, wurde ein anderer bekannter
Drucksortierer (siehe z.B. US-PS 4 276 159) mit einem Rotor ausgestattet, welcher
nahe der Siebzulaufseite umlaufende Reinigungsflügel mit im Schnitt senkrecht zur
Rotorachse tragflügelähnlichem Profil zur Erzeugung positiver und negativer Druckstösse
aufweist, sowie sein Sieb so gestaltet, daß sich infolge einlaßseitig erweiterter
Sieböffnungen eine "aufgerauhte" Siebzulaufseite ergiebt, um durch das Zusammenwirken
der umlaufenden Rotorflügel mit der im Zulaufraum befindlichen Fasersuspension und
der so profilierten Zulaufseite des Siebs an dieser und in deren Nachbarschaft in
der aufzubereitenden Fasersuspension Turbulenzen zu erzeugen, welche dem Entstehen
eines Faservlieses auf der Siebzulaufseite entgegenwirken.
[0006] Dem Stand der Technik lassen sich auch schon die unterschiedlichsten Vorschläge für
die Gestaltung eines Rotors eines Drucksortierers entnehmen, und zwar speziell bezüglich
der Gestaltung der Profilelemente zur Erzeugung positiver und negativer Druckstösse
in der Fasersuspension im Zulaufraum und/im Gutstoffraum des Drucksortierers. Lange
Zeit üblich waren die zuvor beschriebenen Reinigungsflügel, wie sie sich z.B. der
US-PS 4 276 159 entnehmen lassen, sowie leistenförmige Profilelemente, welche ungefähr
parallel zur Siebachse verlaufen und auf der Umfangswand eines kreiszylindrischen
und hohlen Rotorkörpers befestigt sind. Beispiele für solche leistenförmigen Profilelemente,
welche in Rotorumfangsrichtung in erheblichem Abstand voneinander angeordnet sind,
lassen sich z.B. der Figur 3 der DE-PS 25 26 657 sowie der Figur 3 der US-PS 4 200
537 entnehmen; dabei zeigt der zuletzt erwähnte Stand der Technik leistenförmige Profilelemente
mit einem ungefähr dreieckigen Querschnitt, welche eine in Rotationsrichtung vorn
liegende und in radialer Richtung über die Umfangsfläche des Rotorkörpers vorspringende,
d.h. ungefähr senkrecht zur Rotorkörperumfangsfläche verlaufende erste Flanke und
eine nach hinten schräg abfallende zweite Flanke aufweisen. Mit der senkrechten vorderen
Flanke wird die im Zulaufraum des Drucksortierers befindliche Fasersuspension in Umlaufrichtung
beschleunigt und sie erzeugt außerdem positive Druckstösse, während mit der abfallenden
zweiten Flanke negative Druckstösse erzeugt werden.
[0007] Weitere Rotorformen ergeben sich z.B. aus der DD-PS 129 814 sowie den US-Patentschriften
3 912 622, 3 726 401 und 3 400 820 entnehmen, jedoch sind diese bekannten Rotorformen
bezüglich der im folgenden zu erörternden Erfindung ohne Belang.
[0008] Andere bekannte Vorschläge befassen sich mit dem Problem, daß durch die in Richtung
der Siebachse längs des Siebs durchgehenden Reinigungsflügel oder leistenförmigen
Profilelemente in der Fasersuspension solche Druckimpulse erzeugt werden, daß sich
diese im Stoffauflauf einer dem Drucksortierer nachgeordneten Papiermaschine störend
bemerkbar machen (es kann sich dadurch auf dem Langsieb einer Papiermaschine ein ungleichmäßiges
Faservlies ausbilden). Grundgedanke der bekannten Lösungen dieses Problems ist es,
die Profilelemente quer zur Siebachse in mehrere Segmente zu unterteilen und diese
Segmente auf der Umfangsfläche eines kreiszylindrischen Rotorkörpers in einer solchen
Anordnung zu befestigen, daß in Richtung der Sieb- oder Rotorachse aufeinanderfolgende
Segmente in Rotorumfangsrichtung gegeneinander versetzt sind. Dabei bilden die Profilelementsegmente
eines axialen Rotorabschnitts in Rotorumfangsrichtung jeweils eine Reihe, wobei sich
zwischen jeweils zwei in Rotorumfangsrichtung aufeinanderfolgenden Segmenten eine
Lücke befindet und die Längen der Profilelementsegmente und der Lücken - in Rotorumfangsrichtung
gemessen - derart bemessen sind und der erwähnte Versatz derart gewählt wurde, daß
- in Richtung der Sieb- oder Rotorachse gesehen - die Profilelementsegmente eines
axialen Rotorabschnitts die Lücken zwischen den Profilelementsegmenten der benachbarten
axialen Rotorabschnitte überdecken. Ein Beispiel für eine solche Rotorgestaltung läßt
sich der DE-PS 37 01 669 entnehmen (siehe insbesondere Fig. 3); bei diesem bekannten
Rotor wurden die in Rotationsrichtung vorn liegenden Stirnflächen oder ersten Flanken
der Profilelementsegmente so gestaltet, daß sie im Schnitt senkrecht zur Rotorachse
ein konkaves, kreisbogenförmiges Profil aufweisen, welches von der Umfangsfläche des
kreiszylindrischen Rotorkörpers entgegen der Rotationsrichtung schräg nach hinten
und in radialer Richtung nach außen ansteigt, um die Schlagwirkungen der von den Profilelementsegmenten
erzeugten Druckpulsationen herabzusetzen (siehe Spalte 1, Zeilen 12-14 der DE-PS 37
01 669).
[0009] Schließlich ist aus der US-PS 4 855 038 und der letzterer entsprechenden EP-0 206
975-B ein Drucksortierer der eingangs erwähnten Art bekannt geworden, dessen Rotor
als trommelförmiger Hohlkörper ausgebildet ist, wobei die Umfangswand des Rotorkörpers
zwei in Rotorumfangsrichtung unmittelbar aneinander anschließende Profilelemente bildet,
deren jedes eine senkrechte, in einer Durchmesserebene des Rotors liegende vordere
erste Flanke sowie eine sich daran anschließende, entgegen der Rotationsrichtung abfallende
zweite Flanke aufweist. Jedes dieser Profilelemente erstreckt sich in Richtung der
Rotor- oder Siebachse über die ganze Länge des Rotors, so daß dies auch für die parallel
zur Rotorachse verlaufenden vorderen ersten Flanken der Profilelemente gilt. Außerdem
weist dieser bekannte Drucksortierer ein kreiszylindrisches Sieb auf, dessen Zulaufseite
(auch bei Außerachtlassung der Sieböffnungen) nicht glatt, sondern vielmehr profiliert
ist. Sinn und Zweck der Gestaltung des Rotors und der Zulaufseite des Siebs dieses
bekannten Drucksortierers ist es, jeden Bereich des Siebs ständig entweder einem positiven
oder einem negativen Druckimpuls auszusetzen, infolge der senkrechten vorderen Flanken
der Profilelemente und der dadurch bewirkten starken Beschleunigung der Fasersuspension
in Rotationsrichtung in Verbindung mit der profilierten Zulaufseite des Siebs starke
Turbulenzen in der im Zulaufraum des Drucksortierers befindlichen Fasersuspension
zu erzeugen und schließlich mit den langen abfallenden zweiten Flanken der Profilelemente
erhebliche Flüssigkeitsmengen aus dem Gutstoffraum durch das Sieb hindurch in den
Zulaufraum des Drucksortierers zurückzusaugen, um so durch eine Kombination aller
dieser Maßnahmen das Entstehen eines Faservlieses auf der Zulaufseite des Siebs mit
Sicherheit zu unterbinden.
[0010] Ein Drucksortierer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US-A-4 744 894
bekannt.
[0011] Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Drucksortierer der eingangs erwähnten
Art zu schaffen, der mit relativ feinen Sieböffnungen ein gutes Sortierergebnis in
allen in der Praxis vorkommenden Konsistenzbereichen aufzubereitender Fasersuspensionen
ermöglicht und dabei insbesondere einen störungsfreien Dauerbetrieb gewährleistet.
[0012] Ausgehend von einem Drucksortierer der eingangs erwähnten Art mit Profilelementen,
welche sich in Rotorumfangsrichtung erstrecken und jeweils eine in Rotationsrichtung
vorn liegende erste Flanke zum Antreiben der Fasersuspension in Rotationsrichtung
sowie eine entgegen der Rotationsrichtung hinter der ersten Flanke liegende zweite
Flanke zum Zurücksaugen von Flüssigkeit aus dem Gutstoffraum durch das Sieb hindurch
in den Zulaufraum aufweisen, läßt sich diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch lösen,
daß in jedem auf das Sieb einwirkenden axialen Abschnitt der Rotorumfangsfläche zwischen
zwei in Rotorumfangsrichtung aufeinanderfolgenden Profilelementen ein Rotorumfangsflächensektor
vorgesehen ist, über den diese Profilelemente in radialer Richtung vorstehen und welche
Teil einer zur Siebzulaufseite parallelen sowie zur Siebachse rotationssymmetrischen
Mantenfläche ist, wobei - in Rotorumfangsrichtung gemessen - die maximale Länge eines
jeden Profilelements mindestens ungefähr gleich groß ist wie die minimale Länge des
entgegen der Rotationsrichtung nachfolgenden Rotorumfangsflächensektors, die minimale
Länge des letzteren jedoch mindestens jeweils ungefähr 30 % der maximalen Länge des
in Rotationsrichtung davor liegenden Profilelements beträgt, und wobei die Profilelemente
derart gestaltet und am Rotorumfang derart angeordnet sind, daß - in Richtung des
Siebachse gesehen - die Rotorumfangsflächensektoren zwischen den Profilelementen längs
des vom Sieb umfaßten Bereichs des Rotors durchgehende Kanäle bilden, und daß die
Längsrichtung der ersten Flanke mit der axialen Richtung einen spitzen Winkel bildet.
[0013] Mit einem erfindungsgemäßen Drucksortierer lassen sich optimale Sortierergebnisse
erzielen, vor allem auch mit aufzubereitenden Fasersuspensionen höherer Konsistenz,
nämlich mit einer Stoffdichte von ca. 4 % und mehr. Dies ist darauf zurückzuführen,
daß einerseits verhältnismässig lange (in Rotorumfangsrichtung gemessen) Profilelemente
verwendet werden, deren vordere erste Flanken relativ hohe positive Druckstösse erzeugen
und die Fasersuspension in Rotationsrichtung stark beschleunigen und deren lange,
abfallende zweite Flanken größere Flüssigkeitsmengen aus dem Gutstoffraum durch das
Sieb hindurch in den Zulaufraum saugen, Effekte, welche der Ausbildung eines Faservlieses
auf der Zulaufseite des Siebs entgegenwirken, daß jedoch andererseits in Umlaufrichtung
zwischen den Profilelementen Lücken vorgesehen werden, welche - in Rotationsrichtung
- gerade so lange bemessen werden, daß sich zwischen den von den Profilelementen erzeugten
Druckpulsationen ein schwaches Faservlies an der Zulaufseite des Siebs ausbilden kann,
das als Hilfsfilterschicht wirkt. Die vorliegende Erfindung lehrt also gerade das
Gegenteil dessen, was Grundgedanke des Drucksortierers nach der US-PS 4 855 038 ist.
Andererseits kann sich in einem erfindungsgemäßen Drucksortierer an der Zulaufseite
des Siebs eine starke Faservliesbildung nicht einstellen, so daß mit einem solchen
Drucksortierer diejenigen Nachteile vermieden werden können, welche ein stärker ausgebildetes
Faservlies an der Zulaufseite des Siebs zur Folge hat. Im einzelnen ist zu den mit
einem erfindungsgemäßen Drucksortierer erreichbaren Vorteilen und vermeidbaren Nachteilen
folgendes zu bemerken:
[0014] Aus Altpapier gewonnene aufzubereitende Fasersuspensionen enthalten üblicherweise
Kleberpartikel, welche entweder schon von Hause aus plastisch verformbar sind oder
bei den üblichen Betriebstemperaturen von Drucksortierern plastisch verformbar werden.
Die hohen positiven Druckstösse, welche in einem Drucksortierer der in der US-PS 4
855 038 beschriebenen Art erzeugt werden, führen jedoch in Abwesenheit jeglichen Faservlieses
auf der Zulaufseite des Siebs dazu, daß ein erheblicher Teil solcher Kleberpartikel
durch auch kleine Sieböffnungen hindurchgedrückt werden. Diesen Nachteil vermeidet
ein erfindungsgemäßer Drucksortierer durch die Erzeugung eines schwach ausgebildeten
Faservlieses aufgrund der Lücken zwischen den Profilelementen.
[0015] Ein stark ausgebildetes Faservlies auf der Zulaufseite des Siebs führt zu einer starken
Fraktionierung des Faseranteils einer Fasersuspension - lange Fasern, welche an sich
im Gutstoff erwünscht sind, gelangen überwiegend in den Spuckstoff, so daß in unerwünschter
Weise im Gutstoff die verhältnismäßig kurzen Fasern vorherrschen. Ohne jegliches Faservlies
auf der Zulaufseite des Siebs gelangen aber auch langfaserige Verunreinigungen, wie
z.B. Haare, in unerwünschter Weise in den Gutstoff. Hier führt nun der erfindungsgemäße
Drucksortierer zu einer Optimierung des Sortiereffekts, weil ein schwach ausgebildetes
Faservlies an der Zulaufseite des Siebs zwar lange, braubare Fasern noch in erheblichem
Umfang in den Gutstoff gelangen läßt, während Versuche gezeigt haben, daß ein solches
Faservlies langfaserige Verunreinigungen am Durchtreten durch das Sieb hindert. In
einem erfindungsgemäßen Drucksortierer läßt sich also die häufig unerwünschte starke
Fraktionierung der Fasern vermeiden.
[0016] In einem erfindungsgemäßen Drucksortierer wird der sogenannte Spuckstoff (der vom
Sieb zurückgewiesene Teil der aufzubereitenden Fasersuspension) nicht so stark eingedickt,
daß in dem dem zweiten axialen Ende des Zulaufraums benachbaren Bereich des Ringspalts
zwischen Rotor und Sieb die Sortierfunktion des Geräts nachhaltig beeinträchtigt wird.
Dies ist einerseits darauf zurückzuführen, daß die Profilelemente verhältnismäßig
lange abfallende zweite Flanken haben und deshalb beträchtliche Flüssigkeitsmengen
aus dem Gutstoffraum durch das Sieb in den Zulaufraum zurücksaugen, wodurch der Spuckstoff
verdünnt wird, und daß andererseite die zwischen den Profilelementen vorhandenen,
vom einen zum anderen axialen Ende des Zulaufraums bzw. des Rotors durchgehenden Kanäle
in ihrem Bereich zu einer Verbreiterung des Spalts zwischen Sieb und Rotorumfang führen,
so daß verhältnismäßig dünne Fasersuspension vom einlaßseitigen Ende des Zulaufraums
verhältnismäßig ungehindert längs dieser verbreiterten Spaltbereiche in diejenigen
Zonen des Zulaufraums strömen kann, in denen die aufzubereitende Fasersuspension aufgrund
einer Entwässerung durch das Sieb hindurch bereits stärker eingedickt ist. In diesem
Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß in einem Drucksortierer schon aufgrund des
Drucks, mit dem die aufzubereitende Fasersuspension in das Gerät eingespeist wird,
die Fasersuspension im Zulaufraum eine parallel zur Sieb- bzw. Rotorachse ausgerichtete
Strömungskomponente besitzt. Die durch die erwähnten Lücken hervorgerufenen verbreiterten
Spaltbereiche führen aber auch dazu, daß diese axiale Strömungskomponente - im Vergleich
zu herkömmlichen Sortierern, wie sie die US-PS 4 855 038 und die DE-PS 37 Ol 669 zeigen,
- herabgesetzt wird (es steht ein insgesamt, vor allem aber vor den vorderen ersten
Flanken der Profilelemente vergrößerter Strömungsquerschnitt im Ringspalt zwischen
Rotorumfang und Sieb zur Verfügung), was eine Verringerung der für den Rotorantrieb
aufzuwendenden Energie zur Folge hat, weil die steilen vorderen ersten Flanken der
Profilelemente keine so starke Längsströmung "durchschneiden" müssen.
[0017] Trotz der Ausbildung eines leichten Faservlieses an der Zulaufseite des Siebs des
erfindungsgemäßen Drucksortierers lassen sich mit diesem jedoch höhere Durchsatzleistungen
erzielen als mit einem Drucksortierer nach der US-PS 4 855 038 (gleich große Sieböffnungen
vorausgesetzt), weil die im Vergleich zu den Profilelementen dieses bekannten Drucksortierers
kürzeren abfallenden zweiten Flanken der Profilelemente des erfindungsgemäßen Drucksortierers
kürzere Unterdruck- oder Saugphasen zur Folge haben, während welcher die an sich erwünschte
Durchströmung des Siebs vom Zulaufraum in den Gutstoffraum nicht stattfinden kann.
Hieran sieht man auch, daß mit den Profilelementen des bekannten Drucksortierers nach
der US-PS 4 855 038 - gleiche Durchsatzleistung vorausgesetzt - höhere positive Druckimpulse
erzeugt werden müssen, was gerade bei Abwesenheit eines als Hilfsfilterschicht dienenden
Faservlieses zur Folge hat, daß ein hoher Prozentsatz der vorstehend erwähnten Klebstoffpartikel
durch die Sieböffnungen hindurch in den Gutstoffraum gedrückt wird. Gleiches gilt
aufgrund der hohen positiven Druckstösse und der dadurch bewirkten hohen Durchströmgeschwindigkeiten
durch die Sieböffnungen hindurch für in der aufzubereitenden Fasersuspension enthaltene
langfaserige Verunreinigungen.
[0018] Wie bereits erwähnt, verlaufen die vorderen Stirnflächen bzw. ersten Flanken der
Profilelemente des Rotors des bekannten Drucksortierers nach der US-PS 4 855 038 exakt
parallel zur Sieb- bzw. Rotorachse. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Drucksortierers bildet jedoch die Längsrichtung der ersten Flanke eines jeden Profilelements
mit der axialen Richtung einen spitzen Winkel. Dadurch wird die Standzeit des Siebs
erheblich verlängert; es hat sich nämlich gezeigt, daß bei dem geschilderten bekannten
Drucksortierer das Sieb in erheblichem Maße bruchgefährdet ist, und zwar aus mehreren
Gründen, worauf später noch näher eingegangen werden wird, vor allem jedoch aus folgendem
Grund: Wie erwähnt, erzeugen vorn eine Stufe bildende Profilelemente starke positive
Druckstösse und damit auf das Sieb einwirkende Druckkräfte, welche bei dem bekannten
Drucksortierer wegen des axialen Verlaufs der Vorderkanten der Profilelemente jeweils
längs einer Mantellinie (einer zur Siebachse parallelen Linie) in das Sieb eingeleitet
werden. Da man wegen des Strömungswiderstandes der Sieböffnungen und des damit verbundenen
Druckabfalls über das Sieb zur Vermeidung noch höherer Pumpenleistungen für die Speisung
eines Drucksortierers bestrebt ist, das Sieb eines Drucksortierers möglichst dünnwandig
auszubilden, ist das Sieb des Drucksortierers nach der US-PS 4 855 038 in hohem Maße
bruchgefährdet. Wenn nun, wie bei der geschilderten, bevorzugten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Drucksortierers, die in Rotationsrichtung vorn liegenden ersten
Flanken der Profilelemente gegenüber der Richtung der Siebachse leicht geneigt sind,
erfolgt die Einleitung der Druckkräfte, welche die von diesen ersten Flanken erzeugten
positiven Druckstösse hervorrufen, nicht längs einer Mantellinie des Siebs, und Versuche
haben bestätigt, daß dadurch Dauerbrüche am Sieb vermieden werden können.
[0019] Zur Erzielung des geschilderten Vorteils könnten die ersten Flanken der Profilelemente
in jeder Richtung gegenüber der Siebachse geneigt sein. Es wäre z.B. denkbar, daß
die Neigung derart gewählt wird, daß die ersten Flanken der Profilelemente auf die
im Zulaufraum befindliche Fasersuspension einen axialen Fördereffekt in Richtung vom
zweiten axialen Ende des Zulaufraums zu dessen erstem axialem Ende ausüben, um - wie
dies bei Drucksortierern an sich bekannt ist - im hinteren Teil des Zulaufraums befindliche,
schon eingedickte aufzubereitende Fasersuspension wieder in axialer Richtung zurückzufördern
und dadurch für eine Vergleichmäßigung der Konsistenz der zu sortierenden Fasersuspension
und für eine noch weitgehendere Aussonderung brauchbarer Fasern in den Gutstoffraum
hinein zu sorgen. Bevorzugt werden jedoch Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Drucksortierers, bei denen die Längsrichtung der ersten Flanke eines jeden Profilelements
gegenüber der axialen Richtung derart geneigt ist, daß die ersten Flanken auf die
im Zulaufraum befindliche Fasersuspension einen axialen Fördereffekt zum zweiten axialen
Ende des Zulaufraums hin ausüben. Es hat sich nämlich gezeigt, daß sich dadurch das
Sortierergebnis noch weiter verbessern läßt: Durch einen solchen Fördereffekt wird
verstärkt noch nicht eingedickte Fasersuspension vom einlaßseitigen Ende des Zulaufraums
in dessen hinteren Bereich (den dem zweiten axialen Ende des Zulaufraums zugewandten
Bereich) gefördert und dadurch die Konsistenz der zu sortierenden Fasersuspension
längs (in axialer Richtung) des Rotors bzw. des Siebs vergleichmäßigt.
[0020] Vor allem für Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Drucksortierers, bei denen
die ersten Flanken der Profilelemente gegenüber der axialen Richtung geneigt sind,
empfiehlt es sich, die Profilelemente so auszubilden und anzuordnen, daß der hintere
Rand der zweiten Flanke parallel zur Siebachse verläuft, um nämlich eine Verengung
des lichten Querschnitts der vorstehend erwähnten Kanäle bzw. der verbreiterten Ringspaltbereiche
zu vermeiden.
[0021] Durch die vorn liegenden ersten Flanken der Profilelemente sollen positive Druckstösse
erzeugt und die Fasersuspension in Rotationsrichtung angetrieben werden. Beides läßt
sich am besten dadurch erreichen, daß man die Profilelemente so gestaltet, daß deren
erste Flanke ungefähr in radialer Richtung über den davor liegenden Rotorumfangsflächensektor
vorspringt. Die erste Flanke könnte jedoch gegenüber der radialen Richtung auch leicht
geneigt sein, und zwar schräg nach innen (in Richtung auf die Rotorachse) und hinten
(entgegen der Rotationsrichtung), während schräg nach außen und hinten geneigte erste
Flanken (so wie in der DE-PS 37 01 669 gezeigt) zur Folge haben, daß die vor einem
Profilelement befindliche Fasersuspension nur in radialer Richtung nach außen gegen
das Sieb gedrängt und nicht oder kaum in Rotationsrichtung beschleunigt wird.
[0022] Bei einem erfindungsgemäßen Drucksortierer kann sich jedes Profilelement in Richtung
der Rotorachse über die gesamte Länge des vom Sieb umfaßten Rotorumfangs erstrecken;
in diesem Fall besitzt der Rotor nur eine (sich in Rotorumfangsrichtung erstreckende)
Reihe von Profilelementen und dazwischen angeordneten Lücken. Vor allem für das Sortieren
von Fasersuspensionen mit höherer Stoffdichte werden jedoch erfindungsgemäße Drucksortierer
mit einer anderen Rotorgestaltung empfohlen: Solche Drucksortierer zeichnen sich dadurch
aus, daß der Rotor wenigstens einen dem ersten axialen Ende des Zulaufraums zugekehrten
ersten axialen Rotorumfangsflächenabschnitt sowie einen dem letzteren in axialer Richtung
benachbarten zweiten axialen Rotorumfangsflächenabschnitt aufweist, wobei die ersten
Flanken der Profilelemente des zweiten Abschnitts gegenüber den ersten Flanken der
Profilelemente des ersten Abschnitts entgegen der Rotationsrichtung derart zurückversetzt
und die in Rotorumfangsrichtung gemessenen Längen der Profilelemente derart bemessen
sind, daß einander in axialer Richtung benachbarte Rotorumfangsflächensektoren (Lücken)
der beiden axialen Rotorabschnitte sich in Rotationsrichtung überlappen. Der Rotor
eines solchen erfindungsgemäßen Drucksortierers weist also insbesondere zwei axiale
Abschnitte und damit zwei (in Rotorumfangsrichtung verlaufende) Reihen von Profilelementen
und dazwischen angeordneten Lücken auf, wobei die Profilelemente der einen Reihe und
damit die Lücken dieser Reihe gegenüber denjenigen der anderen Reihe in Rotorumfangsrichtung
nur so weit gegeneinander versetzt sind, daß die Lücken beider Reihen nach wie vor
Kanäle bilden, welche sich in axialer Richtung über beide Reihen bzw. beide Rotorabschnitte
erstrecken. Durch eine solche Rotorausbildung werden die folgenden zusätzlichen Vorteile
erreicht: Bei Profilelementen, deren vordere erste Flanken sich vom einen bis zum
anderen axialen Ende des Rotors bzw. Siebs erstrecken, besteht vor allem dann, wenn
- wie beim Stand der Technik - diese ersten Flanken parallel zur Rotorachse verlaufen,
die Gefahr, daß sich in der zu sortierenden Fasersuspension enthaltene Verunreinigungen
sowie Fasern an diesen steilen ersten Flanken ansammeln und zusammenballen, was vor
allem die Gefahr in sich birgt, daß sich derartige Stoffansammlungen zwischen dem
radial äußeren Rand der ersten Flanken und dem Sieb verkeilen und so den Drucksortierer
funktionsunfähig machen oder sogar zu einem Siebbruch führen. Eine wie vorstehend
beschrieben gestaffelte Anordnung der Profilelemente hat nun folgende Effekte zur
Folge, vor allem dann, wenn die vorderen ersten Flanken gegenüber der axialen Richtung
derart geneigt sind, daß sie einen Fördereffekt in Richtung auf das zweite axiale
Ende des Zulaufraums ausüben: Schon allein die durch den Förderdruck im Zulauf des
Drucksortierers bewirkte axiale Durchströmung des Ringspalts zwischen Rotorumfang
und Sieb (des Zulaufraums) hat zur Folge, daß Stoffansammlungen an den ersten Flanken
der Profilelemente des ersten axialen Rotorabschnitts diesen ersten Flanken entlang
in Richtung auf das zweite axiale Ende des Zulaufraums gleiten; kommen diese Stoffansammlungen
an die dem zweiten axialen Ende des Zulaufraums zugekehrten Ränder der Profilelemente
des ersten Rotorabschnitts, werden sie dort aufgrund der dort auftretenden Turbulenzen
mit Fasersuspension vermischt, so daß sich die Stoffansammlungen zumindest im wesentlichen
auflösen, ehe die Fasersuspension von der nächsten ersten Flanke eines Profilelements
des zweiten axialen Rotorabschnitts erfaßt wird. Diese axiale Ableitung unerwünschter
Stoffansammlungen wird natürlich noch verstärkt, wenn die ersten Flanken der Profilelemente
in der beschriebenen Weise geneigt sind. Durch die vorstehend beschriebene gestaffelte
Anordnung der Profilelemente wird ferner die zu sortierende Fasersuspension auch in
denjenigen Bereichen des Ringraums zwischen Rotorumfang und Sieb hinreichend fluidisiert,
in denen die Konsistenz der zu sortierenden Fasersuspension infolge der vorausgegangenen
Entwässerung durch das Sieb hindurch bereits angestiegen ist, so daß auch in diesen
Bereichen ein guter Sortiereffekt erzielt werden kann. Des weiteren bewirkt die vorstehend
beschriebene gestaffelte Anordnung der Profilelemente eine noch bessere Verteilung
der Druckkräfte über das Sieb, d.h. derjenigen Druckkräfte, die durch die von den
Profilelementen hervorgerufenen positiven Druckimpulse erzeugt werden und auf das
Sieb einwirken.
[0023] Um bei einer solchen gestaffelten Anordnung der Profilelemente die Wirkung der vorstehend
beschriebenen Kanäle bzw. der verbreiterten Bereiche des Ringspalts zwischen Rotorumfang
und Sieb in hinreichendem Maße beizubehalten, andererseits aber auch durch einen hinreichenden
Versatz (in Rotationsrichtung) der vorderen ersten Flanken einander in axialer Richtung
benachbarter Profilelemente für eine ausreichende Fluidisierung der Fasersuspension
über die ganze axiale Länge des Siebs bzw. Rotors zu sorgen, beträgt bei einer besonders
vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drucksortierers mit gestaffelt
angeordneten Profilelementen die Überlappung einander in axialer Richtung benachbarter
Rotorumfangsflächensektoren (Lücken) - in Rotorumfangsrichtung gemessen - wenigstens
ungefähr 50 % der Länge eines der Rotorumfangsflächensektoren.
[0024] Grundsätzlich könnten die Profilelemente verschiedener axialer Rotorabschnitte identisch
ausgebildet sein. Es empfiehlt sich jedoch, der unterschiedlichen Konsistenz der zu
sortierenden Fasersuspension in den verschiedenen axialen Bereichen des Ringraums
zwischen Rotorumfang und Sieb durch eine entsprechend unterschiedliche Gestaltung
der Profilelemente Rechnung zu tragen, um nicht entweder in gewissen axialen Bereichen
dieses Ringraums unnötig starke positive und negative Druckimpulse zu erzeugen oder
in anderen axialen Bereichen dieses Ringraums zu geringe positive und negative Druckimpulse
zu erzeugen. Deshalb wird für eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Drucksortierers mit in der vorstehend beschriebenen Weise gestaffelt angeordneten
Profilelementen empfohlen, die Profilelemente im ersten axialen Rotorumfangsflächenabschnitt
- in Rotorumfangsrichtung gemessen - kürzer zu bemessen, als im zweiten Rotorumfangsflächenabschnitt.
Alternativ oder zusätzlich zu dieser Maßnahme kann zum selben Zweck die - in radialer
Richtung gemessene - Höhe der ersten Flanken der Profilelemente im ersten axialen
Rotorumfangsflächenabschnitt kleiner bemessen werden als im zweiten Rotorumfangsflächenabschnitt.
[0025] Wie bereits erwähnt, empfiehlt es sich, die erste Flanke der Profilelemente derart
auszubilden, daß sich mit ihr die Fasersuspension wirksam in Rotationsrichtung beschleunigen
läßt. Besonders vorteilhaft sind derart gestaltete erste Flanken der Profilelemente,
da sich mit ihnen die Fasersuspension in Rotationsrichtung bis zur Umfangsgeschwindigkeit
des Rotors beschleunigen läßt, weil dann durch die Profilelemente maximale positive
Druckimpulse und besonders starke Turbulenzen erzeugt werden.
[0026] Die Wirkung, der Durchsatz und das Sortierverhalten eines Drucksortierers hängen
in erheblichem Umfang vom kleinsten radialen Abstand der Profilelemente vom Sieb,
der Gestaltung und Anordnung der Profilelemente, ganz wesentlich aber auch von der
Umlaufgeschwindigkeit der Profilelemente ab. Bei einem erfindungsgemäßen Drucksortierer
führt eine Erhöhung der Drehzahl des Rotors nicht nur zu stärkeren Turbulenzen, sondern
auch zu einer schwächeren Ausbildung des an sich in gewissem Maße erwünschten Faservlieses
an der Zulaufseite des Siebs. Je weniger sich ein solches Faservlies ausbildet, um
so weniger erfolgt eine häufig unerwünschte Fraktionierung der Fasersuspension bzw.
der in ihr enthaltenen Fasern, außerdem führt ein geringer ausgebildetes Faservlies
zu einer höheren Konsistenz im Gutstoff, zu einer geringeren Konsistenz des Spuckstoffs
und schließlich zu einer Verminderung der Sortierreinheit. Naturgemäß führt eine Erhöhung
der Rotordrehzahl schließlich zu einer Erhöhung des Verschleisses an Rotor und Sieb
(aus Altpapier gewonnene Fasersuspensionen enthalten immer abrasive Verunreinigungen,
wie Sand und Metallteile). Andererseits verlangt das Sortieren von Fasersuspensionen
höherer Konsistenz bzw. Stoffdichte eine höhere Rotordrehzahl als beim Sortieren dünnerer
Fasersuspensionen. Gewisse Nachteile einer höheren Rotordrehzahl lassen sich nun bei
einem erfindungsgemäßen Drucksortierer durch die Verwendung von kürzeren (in Rotorumfangsrichtung
gemessen) und/oder niedereren (in radialer Richtung gemessen) Profilelementen vermeiden.
Der Vollständigkeit halber sei auch noch darauf hingewiesen, daß es höhere Umlaufgeschwindigkeiten
der Profilelemente erlauben, Siebe mit feineren Sieböffnungen (Bohrungen kleineren
Durchmessers oder schmälere Schlitze) zu verwenden, wodurch die Sortierreinheit verbessert
wird.
[0027] Bislang bekannt gewordene Drucksortierer weisen einen Rotorantrieb auf, welcher nur
einen Betrieb mit einer ganz bestimmten Rotordrehzahl erlaubt. Aus den vorstehenden
Erläuterungen wird jedoch ersichtlich, daß es an sich wünschenswert wäre, ein und
denselben Drucksortierer mit unterschiedlichen Rotordrehzahlen betreiben zu können,
um z.B. der Konsistenz bzw. Stoffdichte der zu sortierenden Fasersuspension Rechnung
tragen oder bestimmte Sortierergebnisse erzielen zu können. Hier schafft nun die Erfindung
Abhilfe, indem vorgeschlagen wird, als Motor für den Antrieb des Rotors einen Drehstrommotor
zu verwenden, welchem ein hinsichtlich seiner Ausgangsfrequenz steuerbarer Frequenzwandler
vorgeschaltet ist. Bei einem solchen Drucksortierer läßt sich also allein durch Änderung
der Einstellung des Frequenzwandlers und damit der Frequenz des Speisestroms für den
Drehstrommotor die Rotordrehzahl variieren und so an das jeweils gewünschte Sortierverfahren
bzw. Sortierergebnis anpassen.
[0028] Da in einem bestimmten erfindungsgemäßen Drucksortierer die Stärke der Faservliesbildung
auf der Zulaufseite des Siebs maßgeblich von der Rotordrehzahl abhängt und die Stärke
der Faservliesbildung wiederum die Größe der Druckdifferenz beeinflußt, welche zwischen
der Zulaufseite des Siebs und der anderen Siebseite, d.h. zwischen Zulaufraum und
Gutstoffraum herrscht, kann erfindungsgemäß diese Druckdifferenz als Regelgröße für
den Frequenzwandler verwendet werden; bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Drucksortierers ist also der Frequenzwandler durch eine Meßvorrichtung zur Messung
der Druckdifferenz zwischen Zulaufraum und Gutstoffraum steuerbar. Auf diese Weise
läßt sich durch Vorgabe einer gewünschten Druckdifferenz die Stärke der Faservliesbildung
auf der Zulaufseite des Siebs und damit das Sortierergebnis vorgeben.
[0029] Vor allem im Hinblick auf eine rationelle Herstellung eines erfindungsgemäßen Drucksortierers
sowie auf die Tatsache, daß sich ein Verschleiß der Profilelemente vor allem im Bereich
ihrer vorderen ersten Flanken nicht vermeiden läßt, schlägt die Erfindung einige besonders
vorteilhafte Ausführungsformen des Rotors erfindungsgemäßer Drucksortierer vor.
[0030] Bei einer ohne besonders komplizierte Werkzeuge herstellbaren Ausführungsform hat
der Rotor einen kreiszylindrischen und hohlen Rotorkörper, dessen Umfangsfläche die
Rotorumfangsflächensektoren bildet und bei dem die ersten Flanken der Profilelemente
von auf der Umfangsfläche des Rotorkörpers befestigten Leisten und die zweiten Flanken
der Profilelemente von in der Seitenansicht bogenförmig gekrümmten Blechen, deren
vordere Ränder an den Leisten und deren hintere Ränder an der Rotorkörperumfangsfläche
befestigt sind, gebildet werden. Die Leisten und Bleche könnten z.B. durch Schrauben
am Rotorkörper bzw. an den Leisten befestigt werden, bevorzugt werden jedoch Ausführungsformen,
bei denen die Leisten auf den Rotorkörper aufgeschweißt sind und/oder bei denen die
Bleche auf die Leisten und den Rotorkörper aufgeschweißt sind. Bei sich so ergebenden
hohlen Profilelementen wird zweckmäßigerweise dafür Sorge getragen, daß die Hohlräume
flüssigkeitsdicht verschlossen sind, um das Entstehen von Unwuchten zu vermeiden.
Dieses Problem läßt sich aber auch dadurch beseitigen, daß die von der Rotorkörperumfangswand
und den Profilelementen gebildeten Hohlräume mit einem Kunststoff ausgefüllt sind,
bei dem es sich z.B. um ein aushärtbares Gießharz handeln kann, vorteilhafter ist
es jedoch, wenn ein in situ geschäumter Schaumkunststoff verwendet wird, da sich damit
diese Hohlräume problemlos und vollständig so ausfüllen lassen, daß Flüssigkeit in
diese Hohlräume nicht eindringen kann.
[0031] Bei derart ausgebildeten Profilelementen können die Leisten relativ problemlos ausgetauscht
werden, was deshalb besonders wichtig ist, weil gerade die die vorderen ersten Flanken
der Profilelemente bildenden Leisten dem stärksten Verschleiß ausgesetzt sind.
[0032] Als Alternative wird erfindungsgemäß empfohlen, die Profilelemente als Vollkunststoffkörper
zu gestalten, welche sich billig als Kunststoffspritzgußteile herstellen lassen.
[0033] Derartige Vollkunststoffkörper-Profilelemente könnten im Falle eines Verschleisses
als Ganzes ausgewechselt werden, dies ist jedoch dann nicht erforderlich, wenn die
in Rotationsrichtung vorn liegende Stirnfläche der Profilelemente von einer Metalleiste
gebildet wird, welche z.B. in den Vollkunststoffkörper eingelegt ist, denn dann muß
im Verschleißfalle normalerweise nur diese Metalleiste ausgewechselt werden.
[0034] Wenn sich für gewisse Sortieraufgaben mit Hilfe eines erfindungsgemäß gestalteten
Rotors und eines auf der Zulaufseite glatt ausgebildeten Siebs keine hinreichenden
Turbulenzen erzeugen lassen, um das Entstehen eines zu starken Faservlieses auf der
Zulaufseite des Siebs zu verhindern, sollte eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Drucksortierers eingesetzt werden, bei der die Zulaufseite des Siebs ein Turbulenz-erzeugendes
Profil aufweist. Derartige Profile lassen sich dem Stand der Technik entnehmen
[0035] Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten
Ansprüchen und/oder aus der nachfolgenden Beschreibung einer besonders vorteilhaften
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drucksortierers anhand der beiliegenden Zeichnung;
in der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- eine teilweise geschnittene Seitenansicht des erfindungsgemäßen Drucksortierers, wobei
die Schnittdarstellung ein Schnitt in einer vertikalen Durchmesserebene des Rotors
bzw. Siebs ist;
- Fig. 2
- einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1;
- Fig. 3
- Sieb und Rotor des Drucksortierers wie in Fig. 1 dargestellt, jedoch in größerem Maßstab
als in Fig. 1;
- Fig. 4
- eine Stirnansicht des Rotors, gemäß Fig. 1 von links gesehen, und zwar samt in einem
axialen Schnitt dargestelltem Sieb, und
- Fig. 5
- eine Abwicklung des Rotorumfangs, d.h. eine Draufsicht auf die gesamte Rotorumfangsfläche,
welche jedoch in einer Ebene dargestellt wurde.
[0036] Zu dem eigentlichen, in Fig. 1 dargestellten Drucksortierer 10 mit einem auf Stützen
12 stehenden Gehäuse 14 gehört noch ein auf einem Gestell 16 stehender Motor 18, bei
dem es sich um einen Drehstrom- oder 3-Phasen-Wechselstrommotor handelt, der mittels
einer Riemenscheibe 20 und Keilriemen 22 eine Riemenscheibe 24 antreibt, welche auf
einer im Gestell 16 sowie dem Gehäuse 14 drehbar gelagerten Rotorwelle 26 befestigt
ist.
[0037] Das Gehäuse 14 besteht im wesentlichen aus einer gemäß Fig. 1 linken Stirnwand 28,
einem kreiszylindrischen, konzentrisch zur Rotorwelle 26 angeordneten Gehäusemantel
30 sowie einem Gehäusedeckel 32, welche druckdicht miteinander verbunden sind. Eine
Achse des Drucksortierers, welche auch die Achse der Rotorwelle 26 ist, wurde mit
34 bezeichnet.
[0038] Die durch die Stirnwand 28 druckdicht hindurchgeführte Rotorwelle 26 trägt einen
als Ganzes mit 36 bezeichneten Rotor, welcher mit Hilfe der Rotorwelle 26 um die Achse
34 antreibbar ist und von einem kreiszylindrischen, zur Achse 34 konzentrischen Sieb
38 umgeben wird, das an zwei am Gehäusemantel 30 befestigten kreisringförmigen Gehäuseelementen
40 und 42 befestigt ist und so von diesen Gehäuseringen gehalten wird.
[0039] Bei der dargestellten Ausführungsform ist die axiale Länge (in Richtung der Achse
34) des Rotors 36 gleich der axialen Länge des wirksamen Bereichs des Siebs 38 zwischen
den Gehäuseringen 40 und 42. Es wäre aber auch möglich, zur Erzielung bestimmter Effekte
die axiale Länge des Rotors 36 größer oder kleiner zu wählen als die axiale Länge
des Siebs 38.
[0040] Am gemäß Fig. 1 rechten Ende des Gehäuses 14 ist ein Einlaufstutzen 46 vorgesehen,
durch den - wie durch den Pfeil F angedeutet - die aufzubereitende bzw. zu sortierende
Fasersuspension in den Drucksortierer gefördert wird, und zwar mittels einer nicht
dargestellten Pumpe. Etwa in der Mitte über dem Sieb 38 ist am Gehäusemantel 30 ein
Auslaßstutzen 48 angebracht, durch den der sogenannte Gutstoff - wie durch den Pfeil
A angedeutet - den Drucksortierer verläßt. Beim Gutstoff handelt es sich um denjenigen
Teil der Fasersuspension, welcher das Sieb 38 passiert hat. Am gemäß Fig. 1 linken
Ende des Gehäusemantels 30 ist schließlich ein zweiter Auslaßstutzen 50 befestigt,
durch den der sogenannte Spuckstoff - wie in Fig. 2 durch den Pfeil R angedeutet -
den Drucksortierer verläßt; beim Spuckstoff handelt es sich um denjenigen Teil der
aufzubereitenden Fasersuspension, welcher das Sieb 38 nicht passsieren kann.
[0041] Zweckmäßigerweise wird man den Einlaufstutzen 46 entgegen der Darstellung in Fig.
1 so anordnen, daß die zu sortierende Fasersuspension ungefähr tangential in das Gehäuse
14 einströmt, so wie der Auslaßstutzen 50 für den Spuckstoff tangential ausgerichtet
ist (siehe Fig. 2). Außerdem könnte der Auslaßstutzen 48 natürlich auch unten am Gehäusemantel
30 angeordnet sein, soweit die Aufstellung des Drucksortierers 10 die Ableitung des
Gutstoffs nach unten zuläßt.
[0042] Soweit die Konstruktion des Drucksortierers vorstehend beschrieben wurde, ist diese
aus dem Stand der Technik bekannt, und dies gilt auch für seine grundsätzliche Funktion,
soweit sie nachfolgend beschrieben wird (erfindungsgemäße Abweichungen werden erst
im Anschluß an die Schilderung der grundsätzlichen Funktion erörtert werden).
[0043] Die über einen Einlaufstutzen 46 in den Drucksortierer 10 eingespeiste aufzubereitende
Fasersuspension gelangt zunächst in einen Einlaufraum 52 und sie tritt dann in einen
Ringraum zwischen dem Umfang des Rotors 36 und dem Sieb 38 ein, welcher im folgenden
als Zulaufraum 54 bezeichnet werden wird, und zwar tritt die zu sortierende Fasersuspension
über ein erstes axiales Ende 54a dieses Zulaufraums in den letzteren ein. Infolge
des sich um die Achse 34 drehenden Rotors 36 sowie gegebenenfalls der tangentialen
Ausrichtung des Einlaufstutzens 46 und aufgrund des Drucks, unter dem die zu sortierenden
Fasersuspension in den Drucksortierer 10 gefördert wird, strömt die Fasersuspension
schraubenlinienförmig durch den Zulaufraum 54 von dessen erstem Ende 54a zu dessen
zweitem Ende 54b, wobei ein Teil der Fasersuspension durch Öffnungen des Siebs 38
hindurchtritt und so in den Gutstoffraum 58 gelangt. Der Spuckstoff verläßt den Zulaufraum
54 an dessen zweitem Ende 54b und gelangt so in den Spuckstoffraum 56, von dem aus
der Spuckstoff den Drucksortierer über den zweiten Auslaßstutzen 50 verläßt.
[0044] Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Drucksortierers verläuft
die Achse 34 zumindest ungefähr horizontal, grundsätzlich wäre es aber auch denkbar,
den Drucksortierer so aufzustellen, daß seine Achse 34 zumindestens ungefähr vertikal
verläuft.
[0045] Im folgenden werden nun die erfindungsgemäßen Merkmale des Drucksortierers sowie
des durch diesen ausgeführten Sortierverfahrens erläutert.
[0046] Wegen der verhältnismäßig feinen Öffnungen des Siebs 38 stellt sich eine Druckdifferenz
zwischen Zulaufraum 54 und Gutstoffraum 58 ein, und zwar ist der Druck im Gutstoffraum
kleiner als im Zulaufraum. Um diese Druckdifferenz zu erfassen, ist erfindungsgemäß
eine Meßvorrichtung 60 vorgesehen, welche einen ersten Druckgeber 62 und einen zweiten
Druckgeber 64 umfaßt, die im Einlaufstutzen 46 bzw. im ersten Auslaßstutzen 48 angeordnet
sind, ebenso aber auch im Einlaufraum 52 bzw. im Gutstoffraum 58 angeordnet sein könnten.
Sie sind über Leitungen 66 und 68, in denen Anzeigegeräte 70 und 72 angeordnet sind,
mit den Eingängen eines Differenzbildners 74 verbunden, welche an seinem Ausgang ein
der Druckdifferenz proportionales Steuersignal liefert, das über eine Leitung 76 an
den Steuereingang eines Frequenzwandlers 78 gelegt wird. Dieser wird von einer nicht
dargestellten Stromquelle mit einem 3-Phasen-Wechselstrom oder Drehstrom der Frequenz
f
1 gespeist und liefert einen Drehstrom der Frequenz f
2 zum Antrieb des Drehstrommotors 18, wobei die Frequenz f
2 eine Funktion des vom Differenzbildner 74 erzeugten Steuersignals ist. Auf diese
Weise wird der Rotor 36 mit einer Drehzahl angetrieben, welche eine Funktion dieses
Steuersignals und damit der Druckdifferenz zwischen Zulaufraum 54 und Gutstoffraum
58 ist. Anstelle der Anzeigegeräte 70 und 72 oder zusätzlich zu diesen könnten in
den Leitungen 66 und 68 auch Potentiometer oder andere Stellelemente vorgesehen sein,
mit denen sich die von den Druckgebern 62 und 64 gelieferten Signale verändern lassen,
um so die Abhängigkeit des an der Leitung 76 anliegenden Steuersignals von der genannten
Druckdifferenz beeinflussen zu können.
[0047] Anhand der Fig. 3 bis 5 soll nun die erfindungsgemäße Gestaltung des Rotors 36 näher
erläutert werden.
[0048] Eine mit der Rotorwelle 26 fest verbundene Nabe 80 trägt einen geschlossenen, hohlen
kreiszylindrischen Rotorkörper 82 mit einem kreiszylindrischen Rotormantel 84. Dieser
hat ein erstes axiales Ende 84a beim ersten axialen Ende 54a des Zulaufraums 54 und
ein zweites axiales Ende 84b beim zweiten axialen Ende 54b des Zulaufraums und trägt
außen zwei Sätze von Profilelementen, nämlich einen ersten Satz, welcher von Profilelementen
86a, 86b, 86c und 86d gebildet wird, sowie einen zweiten Satz, gebildet von Profilelementen
88a, 88b, 88c und 88d. Der erste Satz von Profilelementen bildet eine sich in Rotorumfangsrichtung
bzw. Rotationsrichtung U des Rotors erstreckende erste Reihe von Profilelementen und
dazwischen angeordneten Lücken 86a', 86b', 86c' und 86d', und diese Reihe definiert
einen ersten axialen Rotorabschnitt 90, welcher dem Einlaufraum 52 zugewandt ist;
der zweite Satz von Profilelementen 88a - 88d bildet eine zweite, ebensolche Reihe
von Profilelementen und dazwischen angeordneten Lücken 88a', 88b', 88c' und 88d',
und diese zweite Reihe definiert einen zweiten axialen Rotorabschnitt 92, der dem
Spuckstoffraum 56 benachbart ist. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform
sind alle Profilelemente gleich hoch (in Richtung der Achse 34 gemessen), je nach
gewünschtem Sortierergebnis und/oder in Abhängigkeit von der Art der zu sortierenden
Fasersuspension könnte es jedoch zweckmäßig sein, die Höhe der ersten Reihe größer
oder kleiner zu wählen als die Höhe der zweiten Reihe. Außerdem kann es zweckmäßig
sein, den Rotor mit mehr als zwei solcher Reihen zu versehen.
[0049] Wie sich insbesondere aus den Fig. 2 und 4 ergibt, besitzt jedes Profilelement eine
in Rotationsrichtung U vorn liegende Stirnfläche oder erste Flanke I, welche senkrecht
zur kreiszylindrischen Außenumfangsfläche des Rotormantels 84 und damit zur Fläche
der in Rotationsrichtung U davor liegenden Lücke verläuft, sowie eine sich an die
erste Flanke I unmittelbar anschließende Rückenfläche oder zweite Flanke II, welche
entgegen der Rotationsrichtung U in radialer Richtung nach innen und damit auf die
Achse 34 zu abfällt, so daß die Profilelemente im Schnitt senkrecht zur Achse 34 einen
Querschnitt aufweisen, welcher einem sehr spitzwinkligen Dreieck gleicht, welches
konzentrisch zur Achse 34 gebogen wurde. Mit den ersten Flanken werden im Zulaufraum
54 starke positive Druckstösse und starke Turbulenzen erzeugt, außerdem wird mit den
ersten Flanken I die Fasersuspension im Zulaufraum 54 stark beschleunigt, und zwar
maximal bis zur Umlaufgeschwindigkeit der Profilelemente. Hingegen erzeugen die abfallenden
zweiten Flanken II negative Druckimpulse, durch welche Flüssigkeit vom Gutstoffraum
58 durch die Sieböffnungen hindurch in den Zulaufraum 54 zurückgesaugt wird. Besonders
starke Turbulenzen ergeben sich im Zulaufraum 54 infolge der in Rotationsrichtung
U gerichteten Strömungskomponente der Fasersuspension dann, wenn die innenseite des
Siebs 38 in bekannter Weise "rauh" ausgebildet, d.h. profiliert ist; da derart profilierte
Siebe bei Drucksortierern bekannt sind und sich geeignete Profile in den beiliegenden
Zeichnungen schlecht darstellen lassen, läßt sich diese Profilierung den Zeichnungen
nicht entnehmen.
[0050] Erfindungsgemäß verlaufen die ersten Flanken I bei bevorzugten Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Drucksortierers nicht parallel zur Achse 34, sondern bilden
mit der Richtung der Achse 34 einen spitzen Winkel a, und zwar sind die Flanken gegenüber
der Richtung der Achse 34 so geneigt, daß dadurch die in Richtung der Achse 34 verlaufende
Strömungskomponente der Fasersuspension im Zulaufraum 54 in Richtung vom ersten axialen
Ende 54a des Zulaufraums zu dessen zweitem axialen Ende 54b verstärkt wird
[0051] Wie sich der Fig. 5 entnehmen läßt, sind bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform
die Profilelemente 86a - 86d der ersten Reihe - in Rotorumfangsrichtung bzw. Rotationsrichtung
U gemessen - kürzer als die Profilelemente 88a - 88d der zweiten Reihe. Diese Maßnahme
dient dem Zweck, die Wirkung der Profilelemente der unterschiedlichen Konsistenz der
Fasersuspension anzupassen, deren Konsistenz im Zulaufraum 54 von dessen erstem Ende
54a zu dessen zweitem Ende 54 zunimmt. Bei der in Fig. 5 dargestellten besonders vorteilhaften
Ausführungsform erstreckt sich jedes der Profilelemente 86a - 86d der ersten Reihe
über einen Umfangswinkel von 45° (dies ist die maximale Länge L
1 der Profilelemente), wobei die Länge der Profilelemente zum zweiten axialen Ende
84b des Rotormantels 84 abnimmt, weil die ersten Flanken schräg zur Richtung der Achse
34 verlaufen, während die hinteren Kanten der zweiten Flanken II parallel zur Achse
34 ausgerichtet sind. Die kleinste Länge L
1' der Lücken 86a' - 86d' der ersten Reihe beträgt ebenfalls 45° und ist damit gleich
der größten Länge L
1 der Profilelemente dieser Reihe, wobei die Länge der Lücken in Richtung auf das zweite
axiale Ende 84b des Rotormantels 84 zunimmt.
[0052] Die maximale Länge L
2 der Profilelemente 88a - 88d der zweiten Reihe beträgt bei dieser Ausführungsform
53°; da erfindungsgemäß die Anzahl der Profilelemente der zweiten Reihe gleich der
Zahl der Profilelemente der ersten Reihe ist, ergibt sich für die minimale Länge L
2' der Lücken 88a' - 88d' der zweiten Reihe ein geringerer Wert von hier 37°.
[0053] Wie die Fig. 5 gleichfalls erkennen läßt, sind die Profilelemente 88a - 88d der zweiten
Reihe und damit deren Lücken gegenüber den Profilelementen der ersten Reihe bzw. deren
Lücken entgegen der Rotationsrichtung U versetzt, wobei die Größe des Versatzes so
auf die Längen der Profilelemente bzw. der Lücken abgestimmt ist, daß einander in
axialer Richtung benachbarte Lücken der beiden Reihen sich in Rotationsrichtung U
bzw. in Rotorumfangsrichtung so weit überlappen, daß sie einen in axialer Richtung
durchgehenden Kanal bilden, welcher sich vom einen axialen Ende 84a des Rotormantels
84 bis zu dessen anderem axialen Ende 84b erstreckt. Bei der in Fig. 5 dargestellten
Ausführungsform ist die lichte Breite L
3 dieses Kanals 25°, wobei unter lichter Breite diejenige Breite verstanden wird, welche
der Betrachter bei einer Stirnansicht des Rotors in Richtung der Achse 34 sieht.
[0054] Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind die Längen der Profilelemente
der ersten Reihe also ungefähr gleich den Längen der Lücken der ersten Reihe, die
Längen der Profilelemente der zweiten Reihe sind größer als die Längen der Profilelemente
der ersten Reihe, und die Länge der Lücken der zweiten Reihe sind kleiner als die
Längen der Profilelemente der zweiten Reihe und kleiner als die Längen der Lücken
der ersten Reihe.
[0055] Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Profilelemente der beiden Reihen ergeben
sich Stufen 90, durch welche folgender Effekt erzielt wird: Ansammlungen von Fasern
und Verunreinigungen, welche sich an den ersten Flanken der Profilelemente 86a - 86d
der ersten Reihe einstellen können, gleiten aufgrund der axialen Strömungskomponente
der Fasersuspension im Zulaufraum 54 den ersten Flanken I der Profilelemente der ersten
Reihe entlang in Richtung auf das zweite axiale Ende 54b des Zulaufraums 54 und gelangen
somit an die Stufen 90, in deren Bereich sie aufgrund der dort herrschenden starken
Turbulenzen aufgelöst und mit der Fasersuspension vermischt werden - Ansammlungen
von Fasern und Verunreinigungen an den ersten Flanken I der Profilelemente 88a - 88d
der zweiten Reihe werden gleichfalls in axialer Richtung transportiert und gelangen
in den Spuckstoffraum 56.
[0056] Vorstehend wurden die Längen der Profilelemente und der Lücken in Umfangswinkeln
ausgedrückt. Bei praktischer Realisierung des erfindungsgemäßen Drucksortierers liegen
die Längen L
1 und L
2 in einem Bereich zwischen ungefähr 200 mm und ungefähr 450 mm.
[0057] Die durch Einstellung der Rotordrehzahl erzielten Umfangsgeschwindigkeiten des Rotors
liegen zweckmäßigerweise zwischen ungefähr 10 m/s und ungefähr 40 m/s, wobei im allgemeinen
die besten Sortierergebnisse mit Umfangsgeschwindigkeiten von ungefähr 15 bis ungefähr
30 m/s erreicht werden.
[0058] Handelt es sich bei den Sieböffnungen 38a des Siebs 38 um Bohrungen, so liegt deren
Durchmesser zweckmäßigerweise bei ca. 1 mm bis ca. 3,5 mm, wenn der Rotor mit einer
Umfangsgeschwindigkeit von ca. 10 bis ca. 15 m/s betrieben wird. Bei höheren Umfangsgeschwindigkeiten
können kleinere Bohrungen verwendet werden; zweckmäßigerweise betreibt man einen erfindungsgemäßen
Drucksortierer mit Rotorumfangsgeschwindigkeiten von ca. 15 bis ca. 40 m/s und wählt
dann für die Sieböffnungen Bohrungen mit einem Durchmesser von ca. 0,5 bis ca. 1,5
mm. Handelt es sich bei den Sieböffnungen 38a um Schlitze, so sollten diese bei Rotorumfangsgeschwindigkeiten
von ca. 10 bis ca. 15 m/s eine Breite von ca. 0,4 bis ca. 0,6 mm aufweisen; auch im
Falle von Schlitzen kann man bei höheren Rotorumfangsgeschwindigkeiten feinere Sieböffnungen
verwenden, und da Rotorumfangsgeschwindigkeiten von ca. 15 bis ca. 40 m/s bevorzugt
werden, werden für diesen Fall schlitzfömige Sieböffnungen mit einer Breite von ca.
0,1 mm bis ca. 0,35 mm empfohlen.
[0059] Aus den Fig. 3 und 4 ergibt sich der Aufbau der Profilelemente 86a - 86d bzw. 88a
- 88d der dargestellten bevorzugten Ausführungsform. Jedes dieser Profilelemente besteht
- sieht man einmal vom Rotormantel 84 ab - aus einer die erste Flanke I bildenden
Leiste 100, einem die zweite Flanke II bildenden gebogenen Blech 102 und zwei Seitenwänden
104, wobei bezüglich der Fig. 3 darauf hingewiesen werden soll, daß in dieser Figur
wegen des schrägen Verlaufs der ersten Flanken und damit der Leisten 100 letztere
nicht senkrecht zu ihrer Längserstreckung, sondern schräg hierzu geschnitten wurden.
Die vom Rotormantel 84, den Leisten 100, den Blechen 102 und den Seitenwänden 104
umschlossenen Hohlräume 106 der Profilelemente sollten flüssigkeitsdicht sein oder
mit einem Füllstoff, wie z.B. einem Schaumkunststoff, ausgefüllt werden, um das Entstehen
von Unwuchten im Rotor zu vermeiden. Gleiches gilt für den Hohlraum des Rotorkörpers
82.
[0060] Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß sich die Kanäle mit der lichten Breite
L
3 besonders deutlich der Fig. 4 entnehmen lassen und dort mit 200 bezeichnet wurden.
1. Drucksortierer (10) für Fasersuspensionen, insbesondere zur Aufbereitung von aus Altpapier
gewonnenen Fasersuspensionen, mit einem Gehäuse (14), in dem ein stationäres, zu einer
Siebachse (34) rotationssymmetrisches Sieb (38) angeordnet ist, welches im Gehäuse
einen vom Sieb umfaßten Zulaufraum (54) von einem außerhalb des Siebs liegenden Gutstoffraum
(58) trennt, sowie mit einem durch einen Motor (18) um die Siebachse antreibbaren
Rotor (36), dessen Umfangsfläche zusammen mit einer Zulaufseite des Siebes den Zulaufraum
in radialer Richtung begrenzt, einem mit einem ersten axialen Ende (54a) des Zulaufraumes
(54) kommunizierenden Zulauf (46) für die zu behandelnde Fasersuspension und einem
mit einem zweiten axialen Ende (54b) des Zulaufraumes (54) kommunizierenden Spuckstoffauslaß
(50), wobei zur Erzeugung positiver und negativer Druckstöße in der Fasersuspension
an der Umfangsfläche des Rotors (36) Profilelemente (86a - 86d, 88a - 88d) vorgesehen
sind, welche sich in Rotorumfangsrichtung sowie in Richtung der Siebachse (34) erstrecken
und jeweils eine in Rotationsrichtung (U) vorn liegende erste Flanke (I) zum Antreiben
der Fasersuspension in Rotationsrichtung sowie eine entgegen der Rotationsrichtung
hinter der ersten Flanke liegende zweite Flanke (II) zum Zurücksaugen von Flüssigkeit
aus dem Gutstoffraum (58) durch das Sieb (38) hindurch in den Zulaufraum (54) aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, daß in jedem auf das Sieb (38) einwirkenden axialen Abschnitt (90, 92) der Rotorumfangsfläche
zwischen zwei in Rotorumfangsrichtung aufeinanderfolgenden Profilelementen (86a -
86d, 88a - 88d) ein Rotorumfangsflächensektor (86a' - 86d', 88a' - 88d') vorgesehen
ist, über den diese Profilelemente in radialer Richtung vorstehen und welcher Teil
einer zur Siebzulaufseite parallelen sowie zur Siebachse (34) rotationssymmetrischen
Mantelfläche (84) ist, wobei - in Rotorumfangsrichtung gemessen - die maximale Länge
(L1, L2) eines jeden Profilelements (86a - 86d, 88a - 88d) mindestens gleich groß
ist wie die ungefähre minimale Länge (L1', L2') des entgegen der Rotationsrichtung
(U) nachfolgenden Rotorumfangsflächensektors (86a' - 86d', 88a' - 88d'), die minimale
Länge (L1', L2') des letzteren jedoch mindestens 30 % der ungefähren maximalen Länge
(L1, L2) des in Rotationsrichtung davorliegenden Profilelements beträgt, und wobei
die Profilelemente (86a - 86d, 88a - 88d) derart gestaltet und am Rotorumfang derart
angeordnet sind, daß - in Richtung der Siebachse (34) gesehen - die Rotorumfangsflächensektoren
(86a' - 86d', 88a' - 88d') zwischen den Profilelementen längs des vom Sieb (38) umfaßten
Bereichs des Rotors (36) durchgehende Kanäle (200) bilden, und daß die Längsrichtung
der ersten Flanke (I) mit der axialen Richtung (34) einen spitzen Winkel (α) bildet.
2. Drucksortierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrichtung der
ersten Flanke gegenüber der axialen Richtung derart geneigt ist, daß die erste Flanke
auf die im Zulaufraum befindliche Fasersuspension einen axialen Fördereffekt zum zweiten
axialen Ende des Zulaufraums ausübt.
3. Drucksortierer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Rand
der zweiten Flanke parallel zur Siebachse verläuft.
4. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Flanke ungefähr in radialer Richtung über den davor liegenden Rotorumfangsflächensektor
vorspringt.
5. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotor wenigstens einen dem ersten axialen Ende des Zulaufraums zugekehrten
ersten axialen Rotorumfangsflächenabschnitt sowie einen dem letzteren in axialer Richtung
benachbarten zweiten axialen Rotorumfangsflächenabschnitt aufweist, wobei die ersten
Flanken der Profilelemente des zweiten Abschnitts gegenüber den ersten Flanken der
Profilelemente des ersten Abschnitts entgegen der Rotationsrichtung derart zurückversetzt
und die in Rotorumfangsrichtung gemessenen Längen der Profilelemente derart bemessen
sind, daß einander in axialer Richtung benachbarte Rotorumfangsflächensektoren der
beiden axialen Abschnitte sich in Rotationsrichtung überlappen.
6. Drucksortierer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlappung - in Rotorumfangsrichtung
gemessen - wenigstens ungefähr 50 % der Länge eines der Rotorumfangsflächensektoren
beträgt.
7. Drucksortierer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilelemente
im ersten axialen Rotorumfangsflächenabschnitt - in Rotorumfangsrichtung gemessen
- kürzer sind als im zweiten Abschnitt.
8. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die - in radialer Richtung gemessene - Höhe der ersten Flanken der Profilelemente
im ersten axialen Rotorumfangsflächenabschnitt kleiner ist als im zweiten Abschnitt.
9. Drucksortierer nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Motor ein Drehstrommotor ist, welchem ein hinsichtlich seiner Ausgangsfrequenz
steuerbarer Frequenzwandler vorgeschaltet ist.
10. Drucksortierer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzwandler durch
eine Meßvorrichtung zur Messung der Druckdifferenz zwischen Zulaufraum und Gutstoffraum
steuerbar ist.
11. Drucksortierer nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotor einen kreiszylindrischen und hohlen Rotorkörper hat, dessen Umfangsfläche
die Rotorumfangsflächensektoren bildet, daß die ersten Flanken der Profilelemente
von auf der Umfangsfläche des Rotorkörpers befestigten Leisten und die zweiten Flanken
von in der Seitenansicht bogenförmig gekrümmten Blechen, deren vordere Ränder an den
Leisten und deren hintere Ränder an der Rotorkörperumfangsfläche befestigt sind, gebildet
werden.
12. Drucksortierer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Leisten auf den Rotorkörper
aufgeschweißt sind.
13. Drucksortierer nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche auf
die Leisten und den Rotorkörper aufgeschweißt sind.
14. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß von der Rotorkörperumfangswand und den Profilelementen gebildete Hohlräume abgedichtet
sind.
15. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß von der Rotorkörperumfangswand und den Profilelementen gebildete Hohlräume mit
einem Kunststoff ausgefüllt sind.
16. Drucksortierer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein in
situ geschäumter Schaumkunststoff ist.
17. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Profilelemente Vollkunststoffkörper sind.
18. Drucksortierer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die in Rotationsrichtung
vorn liegende Stirnfläche der Profilelemente von einer Metalleiste gebildet wird.
19. Drucksortierer nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zulaufseite des Siebs ein Turbulenz-erzeugendes Profil aufweist.
20. Drucksortierer nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die in Rotorumfangsrichtung gemessene Länge der Profilelemente ungefähr 200 mm
bis 450 mm beträgt.
21. Drucksortierer nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotor durch den Motor mit einer Umfangsgeschwindigkeit von ungefähr 10 bis
40 m/s antreibbar ist.
22. Drucksortierer nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor durch den Motor
mit einer Umfangsgeschwindigkeit von ungefähr 15 bis 30 m/s antreibbar ist.
23. Drucksortierer nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß für einen Rotor mit einer Umfangsgeschwindigkeit von ca. 10 bis 15 m/s das Sieb
als Sieböffnungen Bohrungen mit einem Durchmesser von ca. 1 bis 3,5 mm aufweist.
24. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet,
daß für einen Rotor mit einer Umfangsgeschwindigkeit von ca. 15 bis 40 m/s das Sieb
als Sieböffnungen Bohrungen mit einem Durchmesser von ca. 0,5 bis 1,5 mm aufweist.
25. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet,
daß für einen Rotor mit einer Umfangsgeschwindigkeit von ca. 10 bis 15 m/s das Sieb
als Sieböffnungen Schlitze mit einer Breite von ca. 0,4 bis 0,6 mm aufweist.
26. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet,
daß für einen Rotor mit einer Umfangsgeschwindigkeit von ca. 15 bis 40 m/s das Sieb
als Sieböffnungen Schlitze mit einer Breite von ca. 0,1 bis 0,35 mm aufweist.
27. Drucksortierer nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Flanke der Profilelemente derart ausgebildet ist, daß mit ihr die Fasersuspension
in Rotationsrichtung bis zur Umfangsgeschwindigkeit des Rotors beschleunigbar ist.
28. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß einander in axialer Richtung benachbarte Profilelemente in axialer Richtung unmittelbar
aneinander anschließen.
1. Pressure sorter (10) for fibre suspensions, in particular, for the preparation of
fibre suspensions obtained from waste paper, comprising a housing (14) in which a
stationary screen (38) is arranged, said screen being rotationally symmetrical to
a screen axis (34) and separating in said housing a supply chamber (54) surrounded
by said screen from an accepts chamber (58) lying outside said screen, as well as
a rotor (36) drivable about the screen axis by a motor (18), the circumferential surface
of said rotor together with an inlet side of the screen delimiting the supply chamber
in the radial direction, an inlet (46) for the fibre suspension to be treated communicating
with a first axial end (54a) of the supply chamber (54), and a rejects outlet (50)
communicating with a second axial end (54b) of the supply chamber (54), profiled elements
(86a - 86d, 88a - 88d) being provided at the circumferential surface of the rotor
(36) for generating positive and negative pressure pulses in the fibre suspension,
said profiled elements extending in the circumferential direction of the rotor as
well as in the direction of the screen axis (34) and each having a first flank (I)
lying in front in the rotational direction (U) for driving the fibre suspension in
the rotational direction as well as a second flank (II) lying behind the first flank
in a direction opposite to the direction of rotation for sucking back liquid from
the accepts chamber (58) through the screen (38) into the supply chamber (54), characterized in that in every axial section (90, 92) of the circumferential surface of the rotor acting
on the screen (38), a rotor peripheral surface sector (86a' - 86d', 88a' - 88d') is
provided between two profiled elements (86a - 86d, 88a - 88d) following one another
in the circumferential direction of the rotor, these profiled elements protruding
in the radial direction beyond said rotor peripheral surface sector and said rotor
peripheral surface sector being part of a peripheral surface area (84) parallel to
the screen inlet side as well as rotationally symmetrical to the screen axis (34),
in that - measured in the circumferential direction of the rotor - the maximum length
(L1, L2) of each profiled element (86a - 86d, 88a - 88d) is at least equal to the
approximate minimum length (L1', L2') of the rotor peripheral surface sector (86a'
- 86d', 88a' - 88d') following in a direction opposite to the direction of rotation
(U), but the minimum length (L1', L2') of said rotor peripheral surface sector is
at least 30 % of the approximate maximum length (L1, L2) of the profiled element lying
in front thereof in the direction of rotation, and the profiled elements (86a - 86d,
88a - 88d) are designed and arranged at the rotor circumference such that - seen in
the direction of the screen axis (34) - the rotor peripheral surface sectors (86a'
- 86d', 88a' - 88d') form continuous channels (200) between the profiled elements
along the region of the rotor (36) surrounded by the screen (38), and in that the
longitudinal direction of the first flank (I) forms an acute angle (α) with the axial
direction (34).
2. Pressure sorter according to claim 1, characterized in that the longitudinal direction
of the first flank is inclined with respect to the axial direction such that the first
flank exerts on the fibre suspension present in the supply chamber an axial conveying
effect towards the second axial end of the supply chamber.
3. Pressure sorter according to claim 1 or 2, characterized in that the rear edge of
the second flank extends parallel to the screen axis.
4. Pressure sorter according to one or several of claims 1 to 3, characterized in that
the first flank protrudes approximately in the radial direction beyond the rotor peripheral
surface sector lying in front of said flank.
5. Pressure sorter according to one or several of claims 1 to 4, characterized in that
the rotor has at least one first axial rotor circumferential surface section facing
the first axial end of the supply chamber as well as a second axial rotor circumferential
surface section adjacent to said first axial rotor circumferential surface section
in the axial direction, the first flanks of the profiled elements of the second section
being set back with respect to the first flanks of the profiled elements of the first
section in a direction opposite to the direction of rotation, and the lengths of the
profiled elements measured in the circumferential direction of the rotor being dimensioned
such that rotor peripheral surface sectors of the two axial sections adjacent to each
other in the axial direction overlap each other in the direction of rotation.
6. Pressure sorter according to claim 5, characterized in that the overlapping - measured
in the circumferential direction of the rotor - is at least approximately 50 % of
the length of one of the rotor peripheral surface sectors.
7. Pressure sorter according to claim 5 or 6, characterized in that the profiled elements
in the first axial rotor circumferential surface section - measured in the circumferential
direction of the rotor - are shorter than in the second section.
8. Pressure sorter according to one or several of claims 5 to 7, characterized in that
the height of the first flanks of the profiled elements - measured in the radial direction
- in the first axial rotor circumferential surface section is smaller than in the
second section.
9. Pressure sorter according to one or several of the preceding claims, characterized
in that the motor is a three-phase A.C. motor supplied by a frequency converter controllable
with respect to its output frequency.
10. Pressure sorter according to claim 9, characterized in that the frequency converter
is controllable by a measuring device for measuring the pressure difference between
supply chamber and accepts chamber.
11. Pressure sorter according to one or several of the preceding claims, characterized
in that the rotor has a circular-cylindrical and hollow rotor body, the peripheral
surface of said rotor body forming the rotor peripheral surface sectors, in that the
first flanks of the profiled elements are formed by strips attached to the peripheral
surface of the rotor body and the second flanks by metal sheets which, in the side
view, are arcuately curved, the front edges of said sheets being attached to the strips
and their back edges to the peripheral surface of the rotor body.
12. Pressure sorter according to claim 11, characterized in that the strips are welded
onto the rotor body.
13. Pressure sorter according to claim 11 or 12, characterized in that the metal sheets
are welded onto the strips and the rotor body.
14. Pressure sorter according to one or several of claims 11 to 13, characterized in that
cavities formed by the peripheral wall of the rotor body and the profiled elements
are sealed.
15. Pressure sorter according to one or several of claims 11 to 14, characterized in that
cavities formed by the peripheral wall of the rotor body and the profiled elements
are filled with a plastic material.
16. Pressure sorter according to claim 15, characterized in that the plastic material
is a foam plastic foamed in-situ.
17. Pressure sorter according to one or several of claims 1 to 10, characterized in that
the profiled elements are solid plastic bodies.
18. Pressure sorter according to claim 17, characterized in that the front surface of
the profiled elements lying in front in the direction of rotation is formed by a metal
strip.
19. Pressure sorter according to one or several of the preceding claims, characterized
in that the inlet side of the screen has a turbulence-generating profile.
20. Pressure sorter according to one or several of the preceding claims, characterized
in that the length of the profiled elements measured in the circumferential direction
of the rotor is approximately 200 mm to 450 mm.
21. Pressure sorter according to one or several of the preceding claims, characterized
in that the rotor is drivable by the motor at a circumferential speed of approximately
10 to 40 m/s.
22. Pressure sorter according to claim 21, characterized in that the rotor is drivable
by the motor at a circumferential speed of approximately 15 to 30 m/s.
23. Pressure sorter according to one or several of the preceding claims, characterized
in that for a rotor with a circumferential speed of approximately 10 to 15 m/s the
screen has screen openings in the form of bores with a diameter of approximately 1
to 3.5 mm.
24. Pressure sorter according to one or several of claims 1 to 22, characterized in that
for a rotor with a circumferential speed of approximately 15 to 40 m/s the screen
has screen openings in the form of bores with a diameter of approximately 0.5 to 1.5
mm.
25. Pressure sorter according to one or several of claims 1 to 22, characterized in that
for a rotor with a circumferential speed of approximately 10 to 15 m/s the screen
has screen openings in the form of slots with a width of approximately 0.4 to 0.6
mm.
26. Pressure sorter according to one or several of claims 1 to 22, characterized in that
for a rotor with a circumferential speed of approximately 15 to 40 m/s the screen
has screen openings in the form of slots with a width of approximately 0.1 to 0.35
mm.
27. Pressure sorter according to one or several of the preceding claims, characterized
in that the first flank of the profiled elements is designed such that the fibre suspension
can be accelerated therewith in the direction of rotation up to the circumferential
speed of the rotor.
28. Pressure sorter according to one or several of claims 5 to 8, characterized in that
profiled elements adjacent to each other in the axial direction directly adjoin each
other in the axial direction.
1. Classeur sous pression (10) pour suspensions fibreuses, en particulier pour le traitement
des suspensions fibreuses obtenues à partir des vieux papiers, comprenant un carter
(14), dans lequel est disposé un crible (38) fixe à symétrie de révolution par rapport
à un axe du crible (34), ledit crible formant dans le carter une séparation entre
un récipient d'admission (54) entouré du crible, et un récipient de pâte à papier
finie (58), situé à l'extérieur du crible, et comprenant un rotor (36) actionné par
un moteur (18) autour de l'axe du crible, la surface périphérique dudit rotor délimitant
avec un côté d'admission du crible le récipient d'admission dans le sens radial, un
système d'admission (46) qui communique avec la première extrémité axiale (54a) du
récipient d'admission (54), destiné à recevoir la suspension fibreuse à traiter, et
un système d'évacuation des détritus (50) qui communique avec une deuxième extrémité
axiale (54b) du récipient d'admission (54), des éléments profilés (86a - 86d, 88a
- 88d) destinés à produire des chocs de pression positifs et négatifs dans la suspension
fibreuse étant montés sur la surface périphérique du rotor (36), lesdits éléments
profilés s'étendant dans le sens de rotation du rotor et dans le sens de l'axe du
crible (34) et étant munis chacun d'un premier flanc (I) situé à l'avant par rapport
au sens de rotation (U) et destiné à activer la suspension fibreuse dans le sens de
la rotation, ainsi que d'un deuxième flanc (II) situé en aval du premier flanc (I)
dans le sens inverse de la rotation et destiné à réintroduire dans le récipient d'admission
(54) le liquide contenu dans le récipient de pâte à papier finie (58) en le faisant
passer à travers le crible (38), caractérisé en ce que, dans chaque section axiale
(90, 92) de la périphérie du rotor agissant sur le crible (38), il est prévu d'agencer
entre deux éléments profilés (86a - 86d, 88a - 88d) consécutifs dans le sens de rotation
du rotor, un secteur de la périphérie du rotor (86a' - 86d', 88a' - 88d') au-dessus
duquel ces éléments profilés sont en saillie dans le sens radial, cette partie constituant
une enveloppe (84), parallèle au côté d'admission du crible et avec une symétrie de
révolution par rapport à l'axe du crible (34), la longueur maximale (L1, L2) - considérée
dans le sens de rotation du rotor - de chaque élément profilé (86a - 86d, 88a - 88d)
correspondant au moins à la longueur minimale approximative (L1', L2') du secteur
de la périphérie du rotor (86a' - 86d', 88a' - 88d') consécutif dans le sens opposé
à la rotation (U), la longueur minimale (Ll', L2') de ce dernier mesurant au moins
30 % de la longueur maximale approximative (L1, L2) de l'élément profilé précédent
dans le sens de la rotation, et les éléments profilés (86a - 86d, 88a - 88d) étant
conçus et disposés sur la périphérie du rotor de telle sorte que - considéré dans
le sens de l'axe du crible (34) - les secteurs de la périphérie du rotor (86a' - 86d',
88a' - 88d') forment entre les éléments profilés des canaux (200) continus le long
de la zone du rotor (36) entourée par le crible (38), et en ce que le sens longitudinal
du premier flanc (I) forme un angle aigu (α) avec l'axe (34).
2. Classeur sous pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sens longitudinal
du premier flanc est incliné par rapport à l'axe du crible, de telle sorte que le
premier flanc exerce un effet de poussée dans le sens axial sur la suspension fibreuse
contenue dans le récipient d'admission pour la transporter vers la deuxième extrémité
axiale du récipient d'admission.
3. Classeur sous pression selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le bord
arrière du deuxième flanc est parallèle à l'axe du crible.
4. Classeur sous pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé
en ce que le premier flanc avance en saillie, pratiquement dans le sens radial, au-dessus
du secteur de la périphérie du rotor situé en amont.
5. Classeur sous pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé
en ce que le rotor comprend au moins une première section axiale de la périphérie
du rotor, orientée vers la première extrémité axiale du récipient d'admission, ainsi
qu'une deuxième section axiale de la périphérie du rotor, contiguë dans le sens axial
à la première section axiale, les premier flancs des éléments profilés de la deuxième
section étant décalés dans le sens inverse de la rotation par rapport aux premiers
flancs des éléments profilés de la première section de telle sorte que, et les longueurs
des éléments profilés étant déterminées dans le sens de la rotation de telle sorte
que des secteurs contigus dans le sens axial de la périphérie du rotor des deux sections
axiales se chevauchent les uns les autres dans le sens de la rotation.
6. Classeur sous pression selon la revendication 5, caractérisé en ce que le chevauchement
- considéré dans le sens de la rotation - correspond au moins approximativment à 50
% de la longueur de l'un des secteurs de la périphérie du rotor.
7. Classeur sous pression selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les éléments
profilés dans la première section axiale de la périphérie du rotor - considéré dans
le sens de la rotation - sont plus courts que ceux dans la deuxième section.
8. Classeur sous pression selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé
en ce que - considéré dans le sens radial - la hauteur des premiers flancs des éléments
profilés dans la première section axiale de la périphérie du rotor est inférieure
à celle dans la deuxième section.
9. Classeur sous pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé
en ce que le moteur est un moteur à courant triphasé, un convertisseur de fréquence,
qui peut être commandé en fonction de la fréquence de sortie dudit moteur, étant monté
en aval de ce dernier.
10. Classeur sous pression selon la revendication 9, caractérisé en ce que le convertisseur
de fréquence peut être commandé par l'intermédiaire d'un dispositif de mesure destiné
à mesurer la différence de pression entre le récipient d'admission et le récipient
de pâte à papier finie.
11. Classeur sous pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé
en ce que le rotor comporte un corps cylindrique creux, dont la surface périphérique
constitue les secteurs de la périphérie du rotor, en ce que les premiers flancs des
éléments profilés sont constitués par des baguettes fixées sur la périphérie du corps
du rotor et les deuxièmes flancs sont constitués par des pièces en tôle coudées en
arc, par rapport à une vue latérale, dont les bords avant sont fixés aux baguettes
et les bords arrières sont fixés à la périphérie du corps du rotor.
12. Classeur sous pression selon la revendication 11, caractérisé en ce que les baguettes
sont soudées sur le corps du rotor.
13. Classeur sous pression selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que les
pièces en tôle sont soudées sur les baguettes et le corps du rotor.
14. Classeur sous pression selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé
en ce que les cavités formées par la paroi périphérique du corps du rotor et les éléments
profilés sont étanchéifiées.
15. Classeur sous pression selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé
en ce que les cavités formées par la paroi périphérique du corps du rotor et les éléments
profilés sont remplies par une matière synthétique.
16. Classeur sous pression selon la revendication 15, caractérisé en ce que la matière
synthétique est un caoutchouc synthétique moussé in situ.
17. Classeur sous pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractéérisé
en ce que les éléments profilés sont des corps pleins en matière synthétique.
18. Classeur sous pression selon la revendication 17, caractérisé en ce que la surface
frontale des éléments profilés, située à l'avant dans le sens de la rotation, est
formée par une baguette métallique.
19. Classeur sous pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé
en ce que le côté d'admission du crible présente un profil permettant de produire
des turbulences.
20. Classeur sous pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé
en ce que la longueur des éléments profilés, déterminée dans le sens de rotation du
rotor, mesure environ 200 mm à 450 mm.
21. Classeur sous pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé
en ce que le rotor peut être actionné par le moteur avec une vitesse de rotation de
10 à 40 m/s environ.
22. Classeur sous pression selon la revendication 21, caractérisé en ce que le rotor peut
être actionné par le moteur avec une vitesse de rotation de 15 à 30 m/s environ.
23. Classeur sous pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé
en ce que, pour un rotor avec une vitesse de rotation de 10 à 15 m/s environ, le crible
est muni de forures, formant les orifices du crible, dont le diamètre est compris
entre 1 et 3,5 mm environ.
24. Classeur sous pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 22, caractérisé
en ce que, pour un rotor avec une vitesse de rotation de 15 à 40 m/s environ, le crible
est muni de forures, formant les orifices du crible, dont le diamètre est compris
entre 0,5 et 1,5 mm environ.
25. Classeur sous pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 22, caractérisé
en ce que, pour un rotor avec une vitesse de rotation de 10 à 15 m/s environ, le crible
est muni de fentes, formant les orifices du crible, dont la largeur est comprise entre
0,4 et 0,6 mm environ.
26. Classeur sous pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 22, caractérisé
en ce que, pour un rotor avec une vitesse de rotation de 15 à 40 m/s environ, le crible
est muni de fentes, formant les orifices du crible, dont la largeur est comprise entre
0,1 et 0,35 mm environ.
27. Classeur sous pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé
en ce que le premier flanc des éléments profilés est conçu de telle sorte qu'il permette
d'accélérer la suspension fibreuse dans le sens de la rotation jusqu'à ce qu'elle
atteigne la vitesse de rotation du rotor.
28. Classeur sous pression selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé
en ce que les éléments profilés, contigus dans le sens axial, se raccordent directement
les uns aux autres dans le sens axial.