Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Sortieren von faserstoffhaltiger Suspension mit einem eine Vielzahl von Sortieröffnungen enthaltenden Siebelement.
Bekanntlich werden in der Zellstoff- und Papierindustrie Sortiervorrichtungen eingesetzt, in denen die faserstoffhaltige Suspension in einer Art Naßsiebung behandelt wird. Dabei sollen in den meisten Fällen faserfremde Verunreinigungen aufgrund ihrer Größe an dem Siebelement zurückgehalten und dann abgeschieden werden. Die Fasern können dabei zusammen mit einem Teil des Wassers die Sortieröffnungen passieren. Grundsätzlich sind solche Maschinen weithin bekannt und werden oft eingesetzt.
Aus der EP 0 119 345 A ist eine Sortiervorrichtung mit einem zylindrischen Siebelement, also einem sogenannten Siebkorb, bekannt, welches auf der Zulaufseite mit leistenförmigen Erhebungen versehen ist und bei dem ebenfalls auf der Zulaufseite ein zu diesem bewegbares Räumelement vorhanden ist. Das Siebelement enthält eine Vielzahl von runden Sortieröffnungen, deren engster Querschnitt der Sortierquerschnitt ist, also die Sortiercharakteristik bestimmt. Auf der Seite des Siebelementes, die der Zulaufseite gegenüber liegt, befindet sich in der Sortieröffnung ein erweiterter Querschnitt.
Auch die US 4,276,159 befasst sich mit Siebvorrichtungen, deren Siebelement zylindrisch ist. Dabei haben die Sortieröffnungen einen sich, in Durchströmungsrichtung gesehen, enger werdenden Querschnittsverlauf. Dieser Einschnürbereich ist relativ lang und spitzwinkelig.
Aus der FR 2 586 720 A ist ein zylindrisches Siebelement bekannt, deren Sortieröffnungen rund und auf der Zulaufseite angefast sind, so dass sich, in Durchströmungsrichtung gesehen, der Querschnitt zunächst verengt.
Die auf solchen Sieben aufgesetzten Leisten sollen zumeist das Siebelement vor Verschleiß schützen. Sie werden daher auch oft aus besonders verschleißfähigem Material, z.B. Hartmetall, hergestellt. Neben der verschleißmindemden Wirkung können sie aber auch die Funktion der Sortiervorrichtung verbessern. Da eine solche Sortiervorrichtung mindestens ein Räumelement hat, das z.B. als Flügel ausgebildet ist und relativ dicht an dem Sortierelement vorbeibewegt wird, können durch die Relativbewegung zusätzliche Wirbel erzeugt werden, die die Freihaltung der Sortieröffnung begünstigt. Bei stippenhaltigem Faserstoff kann durch Zusammenwirkung von Räumelement und Leiste eine durchaus wünschenswerte Auflösung der Stippen erzielt werden. Darüberhinaus können die Leisten so angebracht sein, daß sie zusammen mit dem Räumelement eine Ablenkung der an der Sortieröffnung abgewiesenen Stoffe in Richtung zum Auslauf aus der Sortiervorrichtung bewirken.
Obwohl es schon sehr viele Maßnahmen und Vorschläge gibt, um den Durchsatz und die Wirkung solcher Sortiervorrichtungen zu verbessern, verbleibt nach wie vor die Aufgabe einer weiteren Steigerung des Durchsatzes, ohne dadurch den Sortiereffekt zu verschlechtern.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in der Sortiervorrichtung ein scheibenförmiges, also ebenes, Siebelement vorhanden ist, das auf der Zulaufseite mit leistenförmigen Erhebungen versehen ist und an dessen Zulaufseite mindestens ein relativ zu diesem bewegbares Räumelement vorhanden ist, wobei das Siebelement eine Vielzahl von runden Sortieröffnungen enthält, deren engster Querschnitt der Sortierquerschnitt ist, und die auf der Zulaufseite einen erweiterten Zulaufquerschnitt haben, dessen Größe mindestens das 1,4-Fache des Sortierquerschnitts der Sortieröffnung ist.
Es hat sich nämlich gezeigt, daß eine beträchtliche Durchsatzerhöhung möglich ist, wenn die turbulenzerzeugende Wirkung des Räumelementes bei Vorhandensein von leistenförmigen Erhebungen kombiniert wird mit erweiterten Einlaufquerschnitten am Sortierelement, die deutlich über dem Sortierquerschnitt liegen. Mit Sortierquerschnitt ist dabei der engste Querschnitt in der Sortieröffnung gemeint, der bekanntlich die Sortiercharakteristik, d.h. die Trenngrenze eines solchen Siebelementes, entscheidend bestimmt.
Zwar ist es dem Fachmann seit langem bekannt, daß sich der Durchsatz und die Sicherheit gegen Verstopfungen bei einem Siebelement vergrößern lassen, indem die Sortieröffnungen sich, in Durchströmungsrichtung betrachtet, erweitem. Diese Maßnahme kann zusätzlich zu der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Sortiersiebes erfolgen. Entscheidend und überraschend ist aber, daß auch bei Verengung, in Stromlaufrichtung gesehen, eine Verbesserung des Durchsatzes möglich ist, wenn ein entsprechendes Zusammenwirken von Räumern und aufgesetzten Leisten auf der Zulaufseite des Sortierelementes gewährleistet ist.
Die Erfindung wird beschrieben und erläutert anhand von Zeichnungen. Dabei zeigen:
In der Fig. 1 ist auf schematische Weise der erfindungswesentliche Teil der Sortiervorrichtung dargestellt. Man erkennt das im Schnitt gezeichnete Siebelement 1, welches eine Anzahl von Sortieröffnungen 2 enthält. Dabei sind exemplarisch zwei verschiedene Ausgestaltungen solcher Sortieröffnungen gezeichnet, wobei in der Realität für ein und dasselbe Siebelement zumeist gleiche Löcher verwendet werden. Die Darstellung ist so gewählt, daß die Zulaufseite 4 oben liegt, also die Suspension von oben nach unten durch die Sortieröffnungen 2 geführt werden soll. Grundsätzlich ist aber jede Lage möglich. Auf der Zulaufseite 4 sind drei leistenförmige Erhebungen 5 gezeichnet. Um bei Betrieb der Vorrichtung das Verstopfen der Sortieröffnungen 2 zu verhindern, wird ein Räumelement 3 relativ zum Siebelement 1 bewegt. Dabei wird üblicherweise das Siebelement 1 fest eingebaut und das Räumelement 3 z.B. als Flügelteil eines Rotors angetrieben. Grundsätzlich ist aber auch die kinematische Umkehr denkbar. Das Räumelement hat an seiner Unterseite 8, welche dem Siebelement zugewandt ist, unterschiedliche Abstände zur Zulaufseite 4 des Siebelementes 1. In Laufrichtung vorne ist der primäre Abstand a kleiner als dahinter der sekundäre Abstand b. Diese sinnvolle Ausgestaltung der Erfindung kann das Freihalten der Sortieröffnungen 2 begünstigen, da sie Saugimpulse erzeugt. Femer erhält dadurch der Räumflügel gerade an der Stelle eine wulstartige Verstärkung, die besonders hoch beansprucht ist. In Bewegungsrichtung gesehen hat das Räumelement 3 die Erstreckung c, die in besonders günstigen Ausführungen mindestens 8 Mal so lang ist wie der sekundäre Abstand b. Dadurch bildet sich eine ausgedehnte Saugzone unter dem Räumelement, die zur Siebfreihaltung dienlich ist.
Wie in den Ansprüchen beschrieben, weisen die Sortieröffnungen 2 an der Zulaufseite 4 einen Zulaufquerschnitt 6 auf, der größer ist als der eigentliche Sortierquerschnitt 7. Der Sortierquerschnitt 7 ist bekanntlich die engste Stelle einer Sortieröffnung und bestimmt entscheidend die Trenncharakteristik der Vorrichtung. Die etwas variierten, rechts gezeichneten Sortieröffnungen haben zur Auslaufseite hin wiederum Erweiterungen. Dieses an sich bekannte Mittel soll die Verstopfungsneigung weiter reduzieren.
In Fig. 2 ist die Vorrichtung von Fig. 1 in Aufsicht skizziert. Man erkennt zur Hauptsache die Anordnung der Sortieröffnungen 2 und der leistenförmigen Erhebungen 5. Die Anordnung und Ausrichtung dieser leistenförmigen Erhebungen relativ zur Bewegungsrichtung des Rotors kann so gewählt werden, daß ein Wegschieben der abgewiesenen Stoffe an den Leisten durch die Rotorbewegung begünstigt wird.
Fig. 3 zeigt die Verhältnisse im Bereich der Sortieröffnungen 2 schematisch aber noch etwas detaillierter. Links ist eine Sortieröffnung 2 so dargestellt, daß der Zulaufquerschnitt 6 und der Sortierquerschnitt 7 sichtbar sind. Femer ist das Maß der Höhe h angegeben, mit der die leistenförmigen Erhebungen 5 über der Zulaufseite 4 des Siebelementes 1 übersteht. Der Übergang vom Zulaufquerschnitt 6 zum stromab gelegenen engeren Querschnitt kann, wie hier gezeigt, im allmählichen Verlauf der Tiefe t erfolgen.
Der Vollständigkeit halber ist in Fig. 4 eine praktisch ausgeführte Form der Sortiervorrichtung gezeigt, bei der auch das Gehäuse und die Volumenströme sichtbar sind. Die Suspension S tritt durch den Einlaufstutzen 10 in das Sortiergehäuse 9 ein. Das Gehäuse wird durch das Siebelement 1 in zwei ungleich große Kammern unterteilt. Auf der Zulaufseite 4 des Siebelementes 1 wird das Räumelement 3 in Form eines antreibbaren Flügelrotors so dicht an dem Siebelement 1 vorbeibewegt, daß Verstopfungen der Sortieröffnungen 2 verhindert werden. Das am Siebelement 1 Abgewiesene wird durch den Auslaufstutzen 11 abgeleitet und der Gutstoff, der das Sieb passieren konnte, durch den Gutstoffstutzen 12. Die hier gezeigte Ausführungsform enthält in der Betriebslage eine senkrecht stehende Siebplatte in Form des Siebelementes 1, es sind aber weitere Anordnungen möglich, z.B. kann das Siebelement 1 als waagerechte Platte ausgeführt sein; es ist auch denkbar, daß weitere Siebelemente im selben Gehäuse vorhanden sind.