BURGER, Ralf (Jahnstr. 25, Böhmenkirch, 89558, DE)
| Patentansprüche 1 . Siebvorrichtung zum Nasssieben von Faserstoffsuspensionen mit einer Vielzahl von im wesentlichen parallel ausgerichteten Sortierschlitzen (8), durch die der beim Nasssieben akzeptierte Teil der Faserstoffsuspension hindurchtritt, wobei die Sortierschlitze (8) zwischen Profilstäben (9) gebildet werden, deren Querschnitt ein längliches Profil mit zwei gegenüberliegenden Endbereichen (1 ,2) aufweist, wobei der vordere Endbereich (1 ) die Siebfläche bildet und der hintere Endbereich (2) in wenigstens einem Stützelement (7) fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der beiden zwischen den beiden Endbereichen (1 ,2) verlaufenden Seitenflächen (3,4) eine gekrümmte Form aufweist. 2. Siebvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius entlang der Seitenfläche (3,4) annähernd konstant ist. 3. Siebvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich der Krümmungsradius entlang der Seitenfläche (3,4) verändert. 4. Siebvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung entlang der Seitenfläche (3,4) gleichgerichtet ist. 5. Siebvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung entlang der Seitenfläche (3,4) zumindest in einem Abschnitt konvex und in einem Abschnitt konkav ausgebildet ist. 6. Siebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seitenfläche (3,4) gerade und die andere Seitenfläche (3,4) zumindest überwiegend, vorzugsweise gänzlich eine konkave Krümmung besitzt. 7. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass beide Seitenflächen (3,4) zumindest abschnittsweise gekrümmt verlaufen. 8. Siebvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass beide Seitenflächen (3,4) überwiegend, vorzugsweise gänzlich gekrümmt verlaufen. 9. Siebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Seitenflächen (3,4) über den größten Teil der Strecke zwischen den beiden Endbereichen (1 ,2) annähernd gleich ist. 10. Siebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Abstand zwischen den Seitenflächen (3,4) vom vorderen Endbereich (1 ) ausgehend zumindest abschnittsweise vermindert. 1 1 . Siebvorrichtung nach einem der vorhergenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Abstand zwischen den Seitenflächen (3,4) vorzugsweise wenigstens in einem im Stützelement (7) liegenden Abschnitt zum hinteren Endbereich (2) hin vergrößert. 12. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Seitenflächen (3,4) durchgehend annähernd gleich ist. 13. Siebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Endbereich (1 ) von einer Stirnfläche (5) gebildet wird, die bezüglich des Querschnitts des Profilstabes (9) gerade verläuft. 14. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Endbereich (1 ) von einer Stirnfläche (5) gebildet wird, die bezüglich des Querschnitts des Profilstabes (9) gekrümmt , vorzugsweise leicht gekrümmt verläuft. 15. Siebvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Faserstoffsuspension in Richtung einer Seitenfläche (3) an die Sortierschlitze (8) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (5) mit der entgegen der Anströmrichtung (6) der Faserstoffsuspension weisenden Seitenfläche (3) einen Winkel von weniger als 45°, vorzugsweise weniger als 40 °bildet. 16. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Faserstoffsuspension in Richtung einer Seitenfläche (6) an die Sortierschlitze (8) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (5) in Anströmrichtung (6) der Faserstoffsuspension zum hinteren Endbereich (2) geneigt verläuft. 17. Siebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Faserstoffsuspension in Richtung einer Seitenfläche (3) an die Sortierschlitze (8) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Endbereich (1 ) von einer Stirnfläche (5) gebildet wird, die bezüglich des Querschnitts des Profilstabes (9) kontinuierlich in die in Anströmrichtung (6) der Faserstoffsuspension weisende Seitenfläche (4) übergeht. 18. Siebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von den vorderen Endbereichen (1 ) der Profilstäbe (9) gebildete Siebfläche konisch oder zylindrisch ausgebildet ist. 19. Siebvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass dieses als zylindrischer Siebkorb ausgebildet ist, wobei die Profilstäbe (9) parallel zur Zylinderachse (10) verlaufen. 20. Siebvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (7) von Stützringen gebildet werden, welche zumindest an den beiden Enden des zylindrischen Siebkorbes vorhanden sind. |
Die Erfindung betrifft eine Siebvorrichtung zum Nasssieben von
Faserstoffsuspensionen mit einer Vielzahl von im wesentlichen parallel
ausgerichteten Sortierschlitzen, durch die der beim Nasssieben akzeptierte Teil der Faserstoffsuspension hindurchtritt, wobei die Sortierschlitze zwischen Profilstäben gebildet werden, deren Querschnitt ein längliches Profil mit zwei gegenüberliegenden Endbereichen aufweist, wobei der vordere Endbereich die Siebfläche bildet und der hintere Endbereich in wenigstens einem Stützelement fixiert ist.
Eine wichtige Anwendung derartiger Vorrichtungen ist das Sortieren von
Faserstoffsuspensionen. Dabei sollen die in der Suspension enthaltenen Fasern durch die Siebvorrichtung hindurchtreten, während die nicht gewünschten festen Bestandteile an dem Spalt abgewiesen und aus einer speziellen Öffnung des
Drucksortierers wieder herausgeleitet werden. Dadurch, dass die Öffnungen eine im wesentlichen längliche Form haben, also Schlitze oder Spalten sind, werden faserige Teilchen leichter durchgelassen als die flächigen, auch wenn beide Arten in ähnlicher Größenordnung vorliegen sollten. Mit einer derartigen Sortiertechnologie ist ein sehr guter Ausscheidungseffekt von nicht faserigen Störstoffen aus
Faserstoffsuspensionen möglich. Voraussetzung ist allerdings eine hohe Präzision der Schlitzform bei der ganzen Siebvorrichtung. Ein anderer wichtiger Einsatz ist die Trennung von unterschiedlichen Fasern, insbesondere die Fraktionierung, z. B. auf Grund der Faserdicke, Faserlänge oder Flexibilität.
Aus der Offenlegungsschrift DE 33 27 422 A1 sind Siebe oder Siebkörbe bekannt, bei denen die Sortierschlitze durch im wesentlichen parallele, gleichartige Profile, die mit quer laufenden Halterippen verbunden sind, gebildet werden. Dabei sind die Profile so ausgestaltet und angeordnet, dass die im Betrieb der Siebvorrichtung
angeströmten Flächen der Profile eine schräge Kontur und dahinter eine Abrisskante aufweisen. Dadurch wird an der vorbeistreichenden Suspensionsströmung eine Ablenkung bewirkt, welche die Suspensionsströmung von dem Sortierschlitz ableitet, so dass sich Wirbel ausbilden, welche die Freihaltung der Sortierschlitze und den Siebdurchtritt der Fasern begünstigen.
In fast allen Fällen wird bei Verfahren der hier genannten Art auf einer Seite des
Siebes ein dicht daran vorbeibewegter Räumer eingesetzt.
Die verwendeten Profile sind jedoch relativ kompliziert und teuer herzustellen. Die Aufgabe der Erfindung ist es daher die Herstellung derartiger Siebvorrichtungen zu vereinfachen und dabei möglichst feine Schlitze mit hohem Durchsatz zu gewährleisten.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass zumindest eine der beiden zwischen den beiden Endbereichen verlaufenden Seitenflächen eine gekrümmte Form aufweist.
Durch die Krümmung kann bei den Profilstäben der Materialeinsatz und damit das Gewicht wesentlich vermindert werden ohne die Stabilität, insbesondere die
Biegesteifigkeit derselben zu beeinträchtigen.
Die reduzierte Breite der Profilstäbe führt zu einer Vergrößerung der offenen
Siebfläche, was verbunden mit einer Erhöhung der Schlitzanzahl zu einer
wesentlichen Steigerung der Effizienz des Siebes führt. In Abhängigkeit der Anforderungen an die Profilstäbe und der Größe der
Siebvorrichtung kann es vorteilhaft sein, dass der Krümmungsradius entlang der Seitenfläche annähernd konstant ist oder aber sich der Krümmungsradius entlang der Seitenfläche verändert. Falls sich der Krümmungsradius ändert, so kann es zur Bildung einer speziellen
Siebcharakteristik und/oder der Biegesteifigkeit von Vorteil sein, wenn die Krümmung entlang der Seitenfläche gleichgerichtet, d.h. konvex oder konkav ist oder zumindest in einem Abschnitt konvex und in einem Abschnitt konkav ausgebildet ist.
Falls eine Seitenfläche vollkommen gerade verläuft, so sollte die andere Seitenfläche im Interesse eines geringen Materialbedarfs aber auch hinsichtlich der Formstabilität zumindest überwiegend, vorzugsweise gänzlich eine konkave Krümmung besitzen.
Für eine erhöhte Biegesteifigkeit ist es jedoch vorteilhaft, wenn beide Seitenflächen zumindest abschnittsweise gekrümmt verlaufen. Um dies optimal zu gestalten, sollten beide Seitenflächen überwiegend, vorzugsweise gänzlich gekrümmt verlaufen.
Außerdem kann es von Vorteil sein, wenn der Abstand zwischen den Seitenflächen über den größten Teil der Strecke zwischen den beiden Endbereichen annähernd gleich sein.
Wegen der erhöhten Belastung des vorderen Endbereiches aber auch um den Durchfluss durch die Sortierschlitze zu verbessern, sollte sich der Abstand zwischen den Seitenflächen vom vorderen Endbereich ausgehend zumindest abschnittsweise vermindern.
Eine verbesserte Fixierung des Profilstabs im Stützelement ergibt sich, wenn sich der Abstand zwischen den Seitenflächen vorzugsweise wenigstens in einem im
Stützelement liegenden Abschnitt zum hinteren Endbereich hin vergrößert. Für eine besonders einfache Herstellung sollte der Abstand zwischen den
Seitenflächen gänzlich annähernd gleich oder der Querschnitt möglichst symmetrisch sein.
Zur Bildung der hochbeanspruchten Siebfläche hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der vordere Endbereich von einer Stirnfläche gebildet wird, die bezüglich des Querschnitts des Profilstabes gerade oder aber gekrümmt , vorzugsweise leicht konvex oder konkav gekrümmt verläuft. ln Fällen bei denen die Faserstoffsuspension beispielsweise durch einen über die Siebfläche streichenden Siebräumer in Richtung einer Seitenfläche an die
Sortierschlitze geführt wird, kann es zur Bildung möglichst schlanker Profilstäbe und damit einer größeren offenen Siebfläche vorteilhaft sein, wenn die Stirnfläche mit der entgegen der Anströmrichtung der Faserstoffsuspension weisenden Seitenfläche einen Winkel von weniger als 45°, vorzugsweise weniger als 40 °bildet.
Alternativ oder ergänzend kann es dabei ebenso von Vorteil sein, wenn die
Stirnfläche in Anströmrichtung der Faserstoffsuspension zum hinteren Endbereich geneigt verläuft. Diese Neigung bewirkt beim Übersteichen des Siebräumers eine Unterdruckbildung, was die Freihaltung der Sortierschlitze unterstützt.
Ein besonders einfach herzustellender Profilstab ergibt sich, wenn in Fällen bei denen die Faserstoffsuspension in Richtung einer Seitenfläche an die Sortierschlitze geführt wird, der vordere Endbereich von einer Stirnfläche gebildet wird, die bezüglich des Querschnitts des Profilstabes kontinuierlich in die in Anströmrichtung der
Faserstoffsuspension weisende Seitenfläche übergeht. Dabei kann die Stirnfläche gerade oder gekrümmt, vorzugsweise durchgehend konvex gekrümmt verlaufen.
Bezüglich Belastbarkeit und Funktion ist es von Vorteil, wenn die von den vorderen Endbereichen der Profilstäbe gebildete Siebfläche konisch oder zylindrisch ist.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Siebvorrichtung als zylindrischer
Siebkorb ausgebildet ist, wobei die Profilstäbe parallel zur Zylinderachse verlaufen. Dabei sollten die Stützelemente von Stützringen gebildet werden, welche zumindest an den beiden Enden des zylindrischen Siebkorbes vorhanden sind. Die Fixierung der Profilstäbe an den Stützringen kann über Formschluss, Klemmen und/oder
Schweißen und/oder Kleben o.ä. Verbindungsarten erfolgen. Zylindrische Siebe der hier betrachteten Art werden entweder zentrifugal oder zentripetal durchströmt. Die an sich geläufigen Begriffe bedeuten zentrifugal = radial von innen nach außen durchströmt, zentripetal = radial von außen nach innen. Nicht imnner wird dadurch auch die Position der Siebräumer bestimmt. Es gibt bekanntlich Siebräumung auf der Gutstoffseite und Siebräumung auf der Zulaufseite. Die
Erfindung wird mit Vorteil angewendet, wenn ein Räumer auf der Zulaufseite vorhanden ist.
Nachfolgend soll die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:
Figur 1 bis 7: Profilstäbe 9 mit unterschiedlichen Querschnittsprofil,
Figur 8: einen Querschnitt durch eine Reihe von Profilstäben 9 und
Figur 9: eine Draufsicht auf einen Siebkorb.
Der zylindrische Siebkorb zur Nasssiebung einer Faserstoffsuspension gemäß Figur 9 wird von einer Vielzahl von parallel zur Zylinderachse 10 verlaufenden, voneinander beanstandeten Profilstäben 9 gebildet. Zwischen den Profilstäben 9 befinden sich die Sortierschlitze 8. Dabei erfolgt die Fixierung der Profilstäbe 9 an Stützelementen 7, welche jeweils als konzentrisch bezüglich der Zylinderachse 10 angeordnete
Stützringe ausgebildet sind. Da die Durchströmung der Siebschlitze bzw. Sortierschlitze 8 hier beispielhaft zentrifugal erfolgt, stützen sich die Profilstäbe 9 an der Ringinnenseite der
Stützelemente 7 ab.
Dabei überstreicht wenigstens ein hier nicht dargestellter, um die Zylinderachse 10 rotierender Siebräumer die Zulaufseite, d.h. die Innenseite der zylindrischen
Siebfläche. Der Siebräumer entfernt den, vom Sieb zurückgehaltenen Teil der Faserstoffsuspension von der Siebfläche.
Bei einer zentripetalen Durchströmung sollten sich die Profilstäbe am Außenumfang der Stützringe abstützen. Dabei würde auch der Siebräumer die Außenseite des Siebkorbes überstreichen. Wie in Figur 8 zu erkennen, haben die Profilstäbe 9 ein längliches Querschnittsprofil mit zwei Endbereichen 1 ,2 und zwei zwischen diesen Endbereichen 1 ,2 verlaufenden Seitenflächen 3,4.
Während der hintere Endbereich 2 des Profilstabes 9 im Stützelement 7
formschlüssig fixiert ist, bildet der vordere Endbereich 1 die Siebfläche.
Der Siebräumer entfernt nicht nur den abgewiesenen Teil sondern führt auch die Faserstoffsuspension in Richtung (Anströmrichtung 6) einer Seitenfläche 3 des Profilstabes 9 zu den Sortierschlitzen 8.
Wesentlich ist bei den in den Figuren 1 bis 7 dargestellten Querschnittsprofilen der Profilstäbe 9, dass zumindest eine der beiden zwischen den beiden Endbereichen 1 ,2 verlaufenden Seitenflächen 3,4 eine gekrümmte Form aufweist.
Dies erlaubt die Gestaltung sehr schlanker, aber dennoch sehr stabiler Profilstäbe 9.
Bei dem Profilstab 9 gemäß Figur 1 ist die entgegen der Anströmrichtung 6 liegende Seitenfläche 3 überwiegend konkav gekrümmt. Die gegenüberliegende Seitenfläche 4 ist gerade oder hat eine konvexe Krümmung mit sehr großen Krümmungsradius. Nahe den Endbereichen 1 ,2 verläuft die entgegen der Anströmrichtung 6 weisende Seitenfläche 3 annähernd gerade und zum jeweiligen Endbereich 1 ,2 hin entgegen der Anströmrichtung 6 geneigt.
Der vordere Endbereich 1 wird im Wesentlichen von einer geraden Stirnfläche 5 gebildet, die in Abströmrichtung 6 zum hinteren Endbereich 2 geneigt ist.
Diese Neigung der Stirnfläche 5 sorgt beim Überstreichen des Siebräumers für eine Unterdruckbildung, was die Sortierschlitze freihält.
Um im oberen Endbereich 1 eine ausreichende Belastbarkeit zu gewährleisten und andererseits den Durchfluss der akzeptierten Faserstoffsuspension nach dem
Endbereich 1 nicht unnötig zu behindern, vermindert sich der Abstand zwischen den Seitenflächen 3,4 vom vorderen Endbereich 1 ausgehend kontinuierlich über etwa 25 bis 40 % der Länge der Seitenflächen 3,4. Im Anschluss daran ist der Abstand beider Seitenflächen 3,4 bis zum hinteren Endbereich 2 etwa konstant.
Im Unterschied hierzu sind beide Seitenflächen 3,4 bei dem in Figur 2 dargestellten Profilstab 9 nahe dem hinteren Endbereich 2 stark gekrümmt, was eine Erhöhung der Biegesteifigkeit zur Folge hat. Der Profilstab 9 erhält zudem hierdurch eine größere Fügefläche im Stützelement 7, was zu einer Erhöhung der Steifigkeit des Siebkorbes führt.
Abweichend von Figur 2 hat der Profilstab 9 gemäß Figur 7 einen vorderen
Endbereich 1 mit konkav gekrümmter Stirnfläche 5.
Außerdem vergrößert sich hierbei der Abstand zwischen den Seitenflächen 3,4 in dem im Stützelement 7 liegenden Abschnitt zum hinteren Endbereich 2 hin
kontinuierlich, was die Fixierung im im Stützelement 7 verbessert. Der in Figur 3 gezeigte Profilstab 9 besitzt abweichend von Figur 1 und 2 eine entgegen der Anströmrichtung 6 weisende Seitenfläche 3, deren Krümmung wenigstens einen konkaven und einen konvexen Abschnitt aufweist. Dabei liegt der konkave Abschnitt nahe dem oberen Endbereich 1 und der konvexe nahe dem hinteren Endbereich 2.
Dabei ist die in Anströmrichtung 6 weisende Seitenfläche 4 durchgehend konkav gekrümmt.
Bei allen Profilstäben 9 der Figuren 1 bis 3 bildet die Stirnfläche 5 mit der entgegen der Anströmrichtung 6 der Faserstoffsuspension weisenden Seitenfläche 3 einen Winkel von weniger als 40 °. Dies erlaubt die Bildung schlanker Profilstäbe 9 sowie einer Überlappung benachbarter Profilstäbe 9, wie in Figur 8 angedeutet.
Diese Überlappung ermöglicht sehr schmale Sortierschlitze 8 und schafft
Verwirbelungen beim Überstreichen des Siebräumers, was die Freihaltung der Sortierschlitze 8 unterstützt.
Demgegenüber sind die in den Figuren 4 bis 6 dargestellten Profilstäbe 9 dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Endbereich 1 von einer Stirnfläche 5 gebildet wird, die bezüglich des Querschnitts des Profilstabes 9 kontinuierlich in die in Anströmrichtung 6 der Faserstoffsuspension weisende Seitenfläche 4 übergeht. Dabei weisen die Stirnfläche 5 und die in Anströmrichtung 6 liegende Seitenfläche 4 durchgehend eine konvexe Krümmung auf.
Die konvexe Krümmung der Stirnfläche 5 wirkt sich positiv auf dem Energiebedarf aus.
Die Krümmung der entgegen der Anströmrichtung 6 liegenden Seitenfläche 3 ist überwiegend konkav.
Allerdings gibt es Unterschiede beim Übergang von der Stirnfläche 5 zum konkav gekrümmten Bereich der entgegen der Anströmrichtung 6 liegenden Seitenfläche 3. Während dieser Übergang bei den Figuren 4 und 5 gerade verläuft, ist dieser bei Figur 6 konvex gekrümmt.
Der gerade Abschnitt der Seitenfläche 3 ist hierbei in Richtung des hinteren
Endbereiches 2 in Anströmrichtung 6 geneigt. Diese Neigung, wie auch die konvexe Krümmung des Übergangs gemäß Figur 6 unterstützen das Hinerschneiden im Stützelement 7, was die Fixierung verbessert.
Bei den Profilstäben 9 der Figuren 4 bis 6 ist der Abstand der Seitenflächen 3,4 durchgehend annähernd konstant, was die Herstellung vereinfacht und die
Realisierung unterschiedlicher Biegesteifigkeiten erleichtert.
Während die Seitenflächen 3,4 des Profilstabes 9 in Figur 4 einen gleichbleibenden Krümmungsradius aufweisen, erfahren die Seitenflächen 3,4 in Figur 5 etwa mittig eine stärkere Krümmung.