Drucksortierer zum Sieben einer Faserstoffsuspension

Abstract

 Der Drucksortierer weist einen Siebkorb (1) auf, mit dessen Hilfe unerwünschte Bestandteile, insbesondere Störstoffe, aus der über einen Zulaufraum (4) zugegebenen Faserstoffsuspension (S) aussortiert werden. Das Verstopfen des Siebkorbes (1) wird durch einen Siebräumer (7) verhindert, der einen Rotorkörper (8) mit Siebräumern (7) aufweist. Der Siebräumer (7) wird durch den Zulaufraum (4) hindurch angetrieben. Der Rotorkörper (8) ist mit einem in den Zulaufraum hineinragenden Vorsprung (11) versehen, insbesondere um Störstoffe von der Dichteinheit (18) fern zu halten.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Drucksortierer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Drucksortierer dieser Art werden bei der Aufbereitung von Papierfasersuspensionen eingesetzt, um die Faserstoffsuspension in einer Nasssiebung zu bearbeiten. Dazu enthält ein solcher Drucksortierer mindestens einen Siebkorb, der mit einer Vielzahl von Öffnungen versehen ist. Die in der Suspension enthaltenen Fasern sollen durch die Öffnungen hindurch treten, während die nicht gewünschten festen Bestandteile daran abgewiesen und aus dem Sortierer wieder herausgeleitet werden. Dabei wird eine zentrifugale Fahrweise angewendet, bei der die Suspension radial von innen nach außen die Sieböffnungen passiert. Als Sortieröffnungen dienen in der Regel runde Löcher oder Schlitze. Drucksortierer der hier betrachteten Art sind mit Siebräumern ausgestattet, die dicht an dem Siebkorb vorbei bewegbare Räumelemente aufweisen. Dadurch wird in an sich bekannter Weise das Zusetzen der Sieböffnungen verhindert.

[0003] Der Siebräumer ist als Rotor ausgeführt, der in der Regel konzentrisch zum Siebkorb gelagert ist. Das Lagergehäuse des Siebräumers muss gegen die Papierfasersuspension abgedichtet werden. Dabei wird die hierzu benötigte Dichtvorrichtung durch die in der Papierfasersuspension mitgeschleppten Störstoffe besonders belastet. Insbesondere Schwerteile, wie z.B. Drahtstücke, Glasscherben, Sand und Steine können bis zur Dichtung vordringen und sie beschädigen. Auch Ketten von Heftklammern und versponnene Folien oder Schnüre können bei der Dichtung Probleme bereiten. Um diese Belastung so gering wie möglich zu halten, wird der Rotor bei Drucksortierern der hier betrachteten Art von der Zulaufseite her angetrieben, so dass die Dichtvorrichtung nur mit der zulaufenden Suspension in Kontakt kommen kann, die noch nicht infolge des Sortierprozesses mit Störstoffen angereichert ist. Ein Beispiel zeigt die US 6,679,384 B1. Anders wäre es bei von der Rejektseite her angetriebenen Drucksortierern, wie z.B. gemäß der DE-A-199 11 884.

[0004] Die Trennwirkung eines Drucksortierers ist also darauf zurückzuführen, dass zumindest ein Teil der in der zugeführten Papierfasersuspension enthaltenen Verunreinigungen nicht das Sieb passieren kann, also auf Grund der Größe, Form oder Flexibilität von den Papierfasern getrennt wird. Es sind auch Drucksortierer bekannt, bei denen zusätzlich eine auf die Dichte der Störstoffe zielende Trennung vorgenommen wird, indem die in einem Zentrifugalfeld unterschiedlichen Kräfte der Störstoffe genutzt werden. Zwar würde ein großer Teil der Schwerteile ohnehin nicht durch die üblicherweise verwendeten Sieböffnungen hindurch passen, also dort abgewiesen werden, es besteht jedoch die Gefahr der Beschädigung oder des Verschleißes, wenn sie mit dem Sieb in Kontakt kommen.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Betriebssicherheit und Wirkung der Drucksortierer weiter zu verbessern.

[0006] Diese Aufgabe wird bei einem Drucksortierer gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

[0007] Bei dem Drucksortierer der angegebenen Art können durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen im Zulaufbereich des Gehäuses deutlich günstigere Strömungsverhältnisse erzeugt werden. Der Zulaufraum ist im Wesentlichen ringförmig um die Antriebswelle des Siebräumers herum angeordnet und wird durch einen z.B. tangential angesetzten Zulauf mit der zu sortierenden Faserstoffsuspension versorgt. Infolge der Rotordrehung und gegebenenfalls des tangentialen Zulaufs bildet sich im Zulaufraum eine Rotationsströmung aus. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird die Ansammlung von Luft und/oder Leichtteilen im Zulaufraum verhindert, da diese wegen ihrer Steigtendenz am Vorsprung entlang nach oben abfließen können. Große Schwerteile, wie z.B. Steine und Drahtstücke, werden infolge der Zentrifugalkräfte radial nach außen geschleudert und können in günstigen Ausgestaltungen durch einen speziellen Schwerteilauslass entfernt werden, so dass sie nicht mit dem Sieb in Berührung kommen.

[0008] Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1

schematisch geschnitten in Seitenansicht dargestellt, einen erfindungsgemäßen Drucksortierer;

Fig. 2

den Zulaufraum der Fig. 1 etwas detaillierter;

Fig. 3

schematisch geschnitten in Draufsicht dargestellt, den Drucksortierer gemäß Fig. 1;

Fig. 4

Beispiele für eine geänderte Rejektführung.

[0009] Eine typische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drucksortierers zeigt die Fig. 1. Dieser enthält in einem Gehäuse 2 einen zylindrischen Siebkorb 1, dessen Mittellinie in Gebrauchslage der Vorrichtung senkrecht steht. Man spricht dann auch von einem Vertikalsortierer. Die zu siebende Faserstoffsuspension S wird durch einen Zulauf 8 in das Gehäuse 2 eingeführt. Sie gelangt zunächst in den Zulaufraum 4, der sich im Wesentlichen ringförmig um die Antriebswelle 16 des Siebräumers 7 erstreckt und dann in den darüber liegenden Siebraum 5. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, ist der Zulauf 8 hier tangential an den Zulaufraum 4 angeschlossen, was beim Betrieb der Maschine im Zulaufraum 4 die Rotationsströmung verstärkt. Der Gutstoff , der vom Siebraum 5 kommend die Sieböffnungen 19 des Siebkorbes 1 passiert hat, gelangt in den Gutstoffraum 3 und wird aus diesem durch den Gutstoffauslass 9 abgeführt. Der Gutstoffauslass 9 ist oberhalb des Zulaufes 8 angeordnet, so dass die Hauptströmung von unten nach oben verläuft. Zwischen Gutstoffraum 3 und Zulaufraum 4 befindet sich eine Trennwand 20.

[0010] Im Siebraum 5 befindet sich der Siebräumer 7 mit einem Rotorkörper 8, der mit einer Anzahl von Räumelementen 6 versehen ist. Durch Relativbewegung zu der sie umgebenden Flüssigkeit erzeugen sie Druck- und Saugstöße, mit denen die Sieböffnungen frei gehalten werden. Der Siebräumer 7 ist im unteren Teil des Gehäuses 2 fliegend gelagert (Lagereinheit 17) und wird zur Rotation angetrieben. Die größeren Schwerteile sammeln sich im unteren Teil des Zulaufraumes 4 und werden hier über den Schwerteilauslass 13 in die Schwerteilschleuse 15 abgeleitet. Der Schwerteilauslass ist mit einem leicht abnehmbaren Deckel 21 oder einer Putzklappe versehen, um im Bedarfsfall reinigen zu können. Wegen der Verwendung einer Schwerteilschleuse 15 entstehen kaum Faserverluste. Der größte Teil der am Siebkorb 1 abgewiesenen Suspension, insbesondere die Störstoffe, werden im oberhalb des Siebkorbes 1 liegenden Rejektraum 24 gesammelt und via Rejektauslass 10 als Rejekt R aus dem Gehäuse 2 entfernt. Der Rejekt R wird in der Regel nachsortiert, um Faserverluste zu vermeiden.

[0011] Der Siebraum 5 weist an seinem obersten Teil eine Entlüftungsöffnung 14 auf, durch die Luft und Leichtteile entfernt werden können, die am Siebkorb 1 vorbei geströmt sind, ohne die Sieböffnungen 19 passiert zu haben.

[0012] Die Merkmale, mit denen der Drucksortierer erfindungsgemäß ausgestattet ist, lassen sich in der Fig. 2 etwas genauer erkennen. Der Rotorkörper 8 ist nur in seinem unteren Teil dargestellt, und man sieht, dass die dem Antrieb zugewandte Stirnfläche (hier die unten liegende) mit einem kegelstumpfförmigen Vorsprung 11 versehen ist, der mit seinem spitzen Ende in den Zulaufraum 4 hineinragt. Der Vorsprung 11 ist so dimensioniert, dass sein kleinster Durchmesser D1 etwa 30 % des Wertes des größten Durchmessers D2 aufweist. Es ist von Vorteil, den kleinsten Durchmesser des Vorsprungs 11 klein zu halten, damit die schräge Fläche möglichst weit in den zentralen Bereich hineinreicht, was die Ausscheidung von Leichtteilen verbessert. Der sich dadurch bildende Schrägwinkel α ist mit Vorteil größer als 15°. Die Axialerstreckung A1 des Vorsprungs 11 kann mindestens 20 % der Axialerstreckung B des Zulaufraumes 4 betragen. Auch die dem Siebraum 5 gegenüberliegende Wand des Zulaufraumes 4 ist hier mit einem Vorsprung 12 versehen, der mit einer definierten Axialerstreckung A2 in den Zulaufraum 4 hineinreicht. Das Zusammenwirken dieser beiden Vorsprünge 11 und 12 bewirkt eine zentrale Einschnürung des Strömungsquerschnittes im Zulaufraum 4, was zu einer deutlichen Verbesserung des Abtransports von Leichtstoffen und Luft sowie Schwerteilen führt. Diese Einschnürung setzt sich bei dem hier gezeigten Beispiel fort bis zur Dichteinheit 18 mit dem kleinsten Außendurchmesser D3. Die Dichteinheit 18 kann wegen ihres geringen Platzbedarfes im Zulaufraum 4 untergebracht werden. Dabei hat eine tangentiale Anordnung des Zulaufs 8 den Vorteil, dass der Impuls der Einlaufströmung nicht auf die Dichteinheit 18 gerichtet ist. Außerdem werden Schwerteile, wie z.B. Drahtstücke auf Grund der im Zulaufraum 4 sofort angreifenden Zentrifugalkräfte daran gehindert, in den zentralen Bereich, in dem sich die Dichteinheit 18 befindet, zu gelangen. Die Lagereinheit 17 hingegen befindet sich überwiegend oder wie hier völlig außerhalb des Zulaufraumes 4, was insbesondere den Vorteil hat, dass der Zulaufraum 4 strömungstechnisch optimiert werden kann.

[0013] In Fig. 3 ist eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Drucksortierer dargestellt mit einem tangentialen Zulauf 8 und einem radialen Gutstoffauslass 9. Die Trennwand 20 zwischen Gutstoffraum 3 und Zulaufraum 4 ist an zwei Stellen durchbrochen gezeichnet. Auf der rechten Seite dieser Darstellung erkennt man den Schwerteilauslass 13, der in Form einer seitlichen Tasche außen an dem Gehäuse 2 angebracht ist, wobei das tangentiale Herausschleudern der Schwerteile durch entsprechende Formgebung begünstigt wird.

[0014] Wie Fig. 4 zeigt, kann in den seitlich angesetzten Schwerteilauslass 13 eine Rejektleitung 22 einmünden, die außen an den Rejektraum 24 angeschlossen ist. Dadurch wird der mit Schwerteilen angereicherte Rejekt in den Schwerteilauslass 13 abgeleitet. Falls erforderlich, kann der Druck im Rejektraum 24 durch auf den Siebräumer 7 aufgesetzte Schaufeln 25 erhöht werden. Der übrige Teil R' des Rejektes kann durch einen seitlich angebrachten Rejektauslass 10 oder über einen oberhalb der Rejektleitung 22 nach oben führenden Rejektauslass 10' (gestrichelt gezeichnet)'abgeführt werden.

[0015] Wie schon erwähnt, ist der typische Verwenduhgsfall dieser Vorrichtung die Vor- oder Grobsortierung von frisch aufgelöstem Papierstoff. Die Sieböffnungen 19 des Siebkorbes sind dann zumeist rund und haben einen Durchmesser zwischen einem und drei Millimetern.

Ansprüche

1. Drucksortierer zum Sieben einer Faserstoffsuspension (S) mit mindestens einem in einem Gehäuse (2) eingesetzten, einen Siebraum (5) umgebenden Siebkorb (1), der mit einer Vielzahl von Sieböffnungen versehen ist,
durch die ein Teil der durch einen Zulauf (8) in einen Zulaufraum (4) und dann in den Siebraum (5) geführten Faserstoffsuspension (S) passieren und in einen radial weiter außen liegenden Gutstoffraum (3) gelangen kann, an den ein Gutstoffauslass (9) angeschlossen ist,
während ein anderer Teil der Faserstoffsuspension (S) an den Sieböffnungen abgewiesen und separat als Rejekt (R, R') durch mindestens einen Rejektauslass (10) aus dem Drucksortierer ausgeleitet wird,
wobei sich im Siebraum (5) ein Siebräumer (7) befindet, der einen vorzugsweise zylindrischen Rotorkörper (8) aufweist, auf dessen Umfang sich Räumelemente (6) befinden und dessen Antrieb durch den Zulaufraum (4) hindurch geführt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die dem Antrieb zugewandte Stirnfläche des Rotorkörpers (8) einen zu diesem konzentrischen rotationssymmetrischen Vorsprung (11) aufweist,
der an seinem radial inneren Ende mit einer definierten Axialerstreckung (A1) in den Zulaufraum (4) hineinragt und
dass der kleinste Durchmesser (D1) dieses Vorsprungs (11) höchstens 60 %, vorzugsweise höchstens 30 % des größten Durchmessers (D2) des Vorsprungs (11) beträgt.

2. Drucksortierer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Axialerstreckung (A1) mindestens 20 %, vorzugsweise mindestens 40 % der Axialerstreckung (B) des Zulaufraumes (4) beträgt.

3. Drucksortierer nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Vorsprung (11) die Form eines Kegelstumpfes hat, dessen Schrägwinkel (α) zwischen 15 und 45° liegt.

4. Drucksortierer nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die dem Siebraum (5) gegenüberliegende Wand des Zulaufraumes (4) mit einem Vorsprung (12) versehen ist, der mit einer definierten Axialerstreckung (A2) in den Zulaufraum (4) hineinreicht.

5. Drucksortierer nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Zulauf (8) tangential an den Zulaufraum (4) angeschlossen ist.

6. Drucksortierer nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Zulaufraum (4) mit einem Schwerteilauslass (13) verbunden ist.

7. Drucksortierer nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Schwerteilauslass (13) eine intermittierend betätigbare Schwerteilschleuse (15) angeschlossen ist.

8. Drucksortierer nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Drucksortierer mit einem zylindrischen Siebkorb (1) versehen ist, der den radial innen liegenden Siebraum (5) vom radial außen liegenden Gutstoffraum (3) trennt.

9. Drucksortierer nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittellinie des Siebkorbes (1) in Betriebsstellung senkrecht steht.

10. Drucksortierer nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Rejektauslass (10) oberhalb des Siebkorbes (1) angeordnet ist.

11. Drucksortierer nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Gutstoffauslass (9) oberhalb des Zulaufes (8) angeordnet ist.

12. Drucksortierer nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schwerteilauslass (13) am unteren Teil des Zulaufraumes (4, 4') angeschlossen ist.

13. Drucksortierer nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Siebraum (5) mit einem oben liegenden Luft- und Leichtteilauslass (14) verbunden ist

14. Drucksortierer nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Siebräumer (7) so ausgestaltet ist, dass er durch Relativbewegung zur umgebenden Flüssigkeit Druck- und Saugimpulse in Richtung Siebkorb (1) abgeben kann.

Zeichnung