DE29609298U1 - Siebvorrichtung mit spaltförmigen Öffnungen - Google Patents

Description

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23. Mai 1996

Voith Sulzer Stoffaufbereituna GmbH. Ravensbura Siebvorrichtung mit spaltförmiqen Öffnungen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Siebvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein bekanntes Beispiel für den Einsatz derartiger Siebvorrichtungen ist das Sortieren von Faserstoffsuspensionen. Dabei sollen die in der Suspension enthaltenen Fasern durch das Sieb hindurchtreten, während die nicht gewünschten festen Bestandteile an dem Spalt abgewiesen und aus der Siebvorrichtung wieder herausgeleitet werden. Denkbar ist auch ein Einsatz zur Trennung unterschiedlicher Faserbestandteile. Dadurch, daß die Öffnungen eine im wesentlichen längliche Form haben, also Schlitze oder Spalten sind, werden faserige Teilchen leichter durchgelassen als die kubischen, auch wenn beide Arten in ähnlicher Größenordnung vorliegen sollten. Mit einer derartigen Sortiertechnologie ist daher ein sehr guter Ausscheidungseffekt von nicht faserigen Störstoffen aus Fasersuspensionen möglich. Voraussetzung ist allerdings eine hohe Präzision der Schlitzform auf der ganzen Siebfläche.

Aus der Offenlegungsschrift DE 33 27 422 A1 sind Siebe oder Siebkörbe bekannt, bei denen die Sortierschlitze durch im wesentlichen parallele, stabartige Profile, die mit quer laufenden Halterippen verschweißt sind, gebildet werden. Auch wenn es durch dieses Fertigungsverfahren gelungen ist, die Stäbe mit den Halterippen fest zu verbinden, ist das bei der geforderten Präzision, wenn überhaupt, dann nur mit beträchtlichem Aufwand machbar. Um das Festsetzen von Fasern beim Betrieb der Siebvorrichtung zu vermeiden, müssen alle den Stoff berührenden Flächen extrem glatt sein. Nur so kann verhindert werden, daß sich Fasern dort aufbauen und früher oder später zu Verstopfung führen. Es hat zwar bereits Vorschläge gegeben, solche Schweißnähte nachträglich zu glätten oder abzudecken. Diese Maßnahmen waren aber

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meist geeignet, die Herstellung weiter zu verteuern.

Die Anforderungen an solche Bauteile sind sowohl durch hohe Kräfte als auch durch Pulsationen geprägt. Bekanntlich entstehen Pulsationen durch die Bewegung des Siebräumers. Solche Siebvorrichtungen werden entweder zentrifugal oder zentripetal durchströmt, was bezüglich der Kraftrichtung unterschiedliche Belastung darstellt. Die an sich geläufigen Begriffe bedeuten zentrifugal = radial von innen nach außen durchströmt, zentripetal = radial von außen nach innen. Nicht immer wird dadurch auch die Position der Siebräumer bestimmt. Es gibt bekanntlich Siebräumung auf der Gutstoffseite und Siebräumung auf der Zulaufseite. Bei der geometrischen Ausgestaltung eines solchen Siebelementes muß selbstverständlich berücksichtigt werden, auf welcher Seite, d.h. innen oder außen, der Siebräumer an den Stäben vorbeilaufen soll. Das bedeutet eine geometrische Festlegung. Meistens wird die Form Spalte auch durch die beabsichtigte Strömungsrichtung mitbestimmt, z.B. weil einlaufseitig bestimmte Turbulenzen erzeugt werden sollen oder der Spalt sich in Strömungsrichtung erweitem soll. Die Kraftrichtung infolge der an den Siebschiitzen anliegenden Druckdifferenz ergibt sich erst im Betrieb, bzw. bei Betriebsstörungen.

Siebe oder Siebkörbe mit guten Festigkeiten und hoher Oberflächengüte können nach einem Verfahren hergestellt werden, das in der DE 42 14 061 A1 beschrieben ist. Dabei wird zur Befestigung der stabartigen Profile ein Hochtemperatur-Lötverfahren angewendet. Die Ergebnisse sind ausgezeichnet, das Verfahren ist allerdings aufwendig und teuer.

Eine gänzlich andere Methode, um solche Siebkörbe herzustellen, zeigt die DE 39 27 748 A1, bei der die Profilstäbe durch plastisches Verformen der mit Vertiefungen für die Stäbe vorgesehenen Halteringe eingeklemmt werden. Hierzu werden für derartige Herstellungsverfahren besonders geeignete Profilstäbe verwendet. Mit Hilfe dieses Verfahrens gelang es, die Herstellung wesentlich zu verbilligen, wobei aber Einschränkungen beim Einsatz solcher Siebkörbe nicht ganz auszuschließen waren.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Siebvorrichtung der angegebenen Gattung zu schaffen, die optimale Festigkeiten und Oberflächeneigenschaften haben und möglichst universell einsetzbar sind.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Maßnahmen erfüllt.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben.

Dadurch, daß die Verbindung zwischen den Stäben und den Verstärkungselementen sowohl durch ein formschlüssiges Einbinden der Stäbe, insbesondere nach plastischer Verformung der Verstärkungselemente, als auch zusätzlich durch ein Bindemittel erfolgt, werden für alle denkbaren Fälle ausreichende Festigkeiten erzielt. Das Bindemittel stellt eine unlösbare Verbindung an den Kontaktflächen her, also wie z.B. beim Löten, Kleben oder Schweißen. Beim reinen Kontaktschweißen stammt dann das Bindemittel als Schmelze aus den Bauteilen selbst.

Ein zur Herstellung des Erfindungsgegenstandes anwendbares Lötverfahren ist das Hartlöten bei einer Temperatur bis ca. 900⁰C. Man kann aber auch ein Verfahren bei hohen Temperaturen von etwa 1000 bis1200° C wählen, das im Hochvakuum durchgeführt wird. Die Verbindung der Materialien von Stäben und Verstärkungselementen erfolgt dabei durch Diffusion des Lotes in die zu verbindenden Bereiche, was sehr hohe Festigkeit bei makelloser Oberfläche bewirkt. Allerdings erfordert das letztgenannte Lötverfahren zunächst hohe Investitionen.

Es hat sich gezeigt, daß besonders die Spitzenwerte für die Festigkeit, welche erforderlich sind, wenn die Verbindungen nur entweder durch Klemmen oder Bindemittel zustande gekommen sind, einen hohen Aufwand benötigen. Zum Beispiel ist, wie bereits erwähnt, das hoch wirksame, aber auch teure Hochtemperatur-Vakuum-Lötverfahren optimal, wenn es das einzige angewandte Fügeverfahren ist. Auch bei den Klemmverbindungen muß, um Spitzenfestigkeiten erreichen zu können, besonders

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präzise gefertigt worden sein und oft ein auf das Fertigungsverfahren abgestimmtes Profil eingesetzt werden. Bei erfindungsgemäßen Siebvorrichtungen können dagegen die erforderlichen Festigkeiten in vielen Fällen auch schon mit weniger aufwendig hergestellten Verbindungen erzielt werden, da sich ihre Wirkungen ideal ergänzen.

Als preisgünstige Verbindung ist auch das Kleben anzusehen, da es bei relativ niedrigen Temperaturen durchführbar ist.

Die zwischen den Stäben gebildeten Siebschlitze können im Bereich des Suspensionseintritts mit Seitenwänden versehen sein, die sich in Fließrichtung erweitern, um dadurch die Verstopfungsneigung zu reduzieren.

Verwendet man für die Stäbe gezogene Profile, etwa aus Stahl oder einer Stahllegierung, so sind auch spezielle Querschnittsformen wirtschaftlich und präzise erhältlich.

Die Erfindung wird erläutert anhand von Zeichnungen; dabei zeigen:

Fig. 1 Teil einer erfindungsgemäßen Siebvorrichtung im Schnitt;

Fig. 2 einen zylindrischen Siebkorb;

Fig. 3 bis 5 jeweils Varianten der Stäbe und ihrer Anordnung;

Fig. 6 ein Halbschalen-Sieb im Schnitt.

Der Ausschnitt in Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Teil des Verstärkungselementes 1, in das die Stäbe 2 eingesetzt und darin befestigt sind. Man erkennt, daß sich durch diese Anordnung ein Schlitzsieb mit den Spalten 3 gebildet hat, durch welche in Strömungslaufrichtung (Pfeil S) die zu sortierende Flüssigkeit hindurchtreten kann. Im Betrieb werden Teile, deren Größe die freie Spaltweite überschreiten, in an sich bekannter Weise zurückgehalten und abgeführt. Eine Vertiefung 4 zur Aufnahme eines Stabes ist hier ohne den Stab gezeichnet. Wesentlich ist, daß Stäbe 2 und Verstärkungselemente 1 durch eine unter Spannung stehende, formschlüssige Verbindung gefügt sind und zusätzlich ein Bindemittel 5, als Fettlinie

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angedeutet, an den Kontaktflächen vorhanden ist. Die Spannung wird dabei z.B. durch plastische Verformung des Verstärkungselementes während der Herstellung erzeugt. Das Bindemittel 5 kann durch Löten, Schweißen oder Kleben eingebracht worden sein. Es bildet eine feste unlösbare Bindung der Kontaktflächen und kann so die Festigkeit der Siebvorrichtung entscheidend erhöhen. In Fällen, bei denen kein für das Fügen optimaler Querschnitt der Stäbe gewählt wurde, z.B. weil die Sortieraufgabe besondere Formen erforderte, kann die Festigkeit dennoch groß genug sein.

Die erfindungsgemäße Siebvorrichtung kann gemäß Fig. 2 als zylindrischer Siebkorb ausgeführt sein, der durch mehrere ringförmige Verstärkungselemente 1 zusammengehalten wird. Die Darstellung zeigt nur einen Teil der vorhandenen Stäbe 2, die hier von radial innen in die Ringe eingesetzt sind. Selbstverständlich könnten diese auch von außen eingefügt worden sein.

Je nach Anforderungen und Fertigungsmögiichkeiten werden die Stäbe 2 tiefer oder weniger tief in das Verstärkungselement 1 eingefügt sein. So sind auch, wie in Fig. 3 gezeigt, fast vollständig versenkte Stäbe denkbar. Dies ermöglicht eine besonders sichere Verbindung von Stäben 2 und Verstärkungselementen 1.

In vielen Fällen ist es von Vorteil, wenn die der Anströmung zugewandten Flächen der Stäbe 2 gegen die Bewegungsrichtung (Pfeil 7) des Räumelementes 8 (nur angedeutet) geneigt sind, so daß sich an der Hinterkante der Stäbe Absätze 6 bilden. An dieser Stelle können mit Hilfe der vorbeibewegten Räumungsflügel Wirbel erzeugt werden, die die Räumungswirkung verbessern. Mit Räumen ist gemeint, daß die Stoff-Wasser-Suspension wieder ausreichend fluidisiert und die abgewiesenen Teile möglichst schnell aus diesem Siebbereich entfernt werden, so daß die Siebfläche wieder zur weiteren Siebung angeboten wird.

In Fig. 4 sind die Vertiefungen 4 in den Verstärkungselementen 1 als Öffnungen ausgebildet. In solchen Fällen können die Stäbe 2 seitlich durchgesteckt sein, wobei sie auch ohne plastische Verformung des Verstärkungselementes einen Halt haben, z.B. wenn

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es sich um einen Schrumpfsitz handelt. Dieser wird am besten mit unterschiedlicher Temperatur der Fügepartner beim Zusammensetzen erzeugt. Eine andere für das seitliche Durchstecken geeignete Form zeigt Fig. 5.

Die Krümmung der Verstärkungselemente 1 ist in den Detail-Ausschnitten der Fig. 1,3 bis 5 nicht klar darstellbar. Daher wird in Fig. 6 ein Schnitt durch eine erfindungsgemäße als Halbschale ausgebildete Siebvorrichtung gezeigt. Außerdem ist hier exemplarisch eine Anordnung gewählt, bei der die Stäbe 2 radial von außen eingesetzt sind.

Es versteht sich, daß durch die Wahl des Stabquerschnittes und durch die Art, diesen in die Befestigungselemente einzufügen, zur Gestaltung des Sortierspaltes eine große Anzahl von Möglichkeiten gegeben ist.

Claims (14)

Seite 7 P837/S614de 23. Mai 1996 Schutzansprüche:

1. Siebvorrichtung mit spaltförmigen Öffnungen für das Sortieren von Faserstoffsuspensionen mit einer Vielzahl von im wesentlichen parallel ausgerichteten Stäben (2), zwischen denen sich die Sortierspalten (3) oder Sortierschlitze befinden und welche formschlüssig durch einen Preßsitz in Verstärkungselementen (1) fixiert sind, wobei die Verstärkungselemente (1) Vertiefungen (4) zur Aufnahme der Stäbe (2) aufweisen und mehrere oder alle an der Siebvorrichtung vorhandenen Stäbe (2) verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe in diesen Vertiefungen (4) durch ein Bindemittel (5) mit den Verstärkungselementen (1) unlösbar verbunden sind,

2. Siebvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungselemente (1) als Ringe ausgebildet sind, so daß die Siebvorrichtung ein zylindrischer Siebkorb ist.

3. Siebvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungselemente (1) als Ringsegmente ausgebildet sind, so daß die Siebvorrichtung ein Bogensieb, Halbsiebkorb oder dgl. ist.

4. Siebvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Verstärkungselemente (1) und Stäbe (2) in zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind, so daß die Siebvorrichtung ein Plansieb ist.

5. Siebvorrichtung nach Anspruch 1,2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Vertiefungen (4) in den Verstärkungselementen (1) ausgehend von

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der mit den Vertiefungen (4) versehenen Oberfläche nach innen hin anfangs verjüngen und weiter innen wieder erweitern.

6. Siebvorrichtung nach Anspruch 1,2,3,4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Stäbe (2) eine Form aufweist, die aus einem Dreieck mit abgerundeten Kanten gebildet ist, welches an der in das Verstärkungselement (1) eingelassenen Firstseite eine Verdickung aufweist.

7. Siebvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (2) so geformt und eingesetzt sind, daß die Sortierschlitze im Bereich des Suspensionseintritts einen Querschnitt mit sich in Flußrichtung erweiternden Wänden bilden.

8. Siebvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Zuströmseite der Fasersuspension liegende Fläche der Stäbe (2) gegen die Bewegungsrichtung (7) eines Räumelementes (8) geneigt ist, so daß sich dort ein Absatz (6) zwischen zwei benachbarten Stäben (2) ausbildet.

9. Siebvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (2) aus einem gezogenen Profil bestehen.

10. Siebvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel (5) ein Lot ist.

11. Siebvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

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daß das Lot bei einer Temperatur unter 900° C aufgebracht wurde.

12. Siebvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Lot bei einer Temperatur über 900° C und im Hochvakuum aufgebracht wurde.

13. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung mit Hilfe des Bindemittels (5) durch Schweißen entstanden ist.

14. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel (5) ein Klebstoff ist.