DE19651643A1 - Siebvorrichtung mit spaltförmigen Öffnungen - Google Patents

Siebvorrichtung mit spaltförmigen Öffnungen

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Description

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 sind allerdings Formstabilität und hohe Präzision der Schlitzform auf der ganzen Siebfläche.
In vielen Einsatzfällen sind solche Siebvorrichtungen starkem Verschleiß unterworfen, der dazu führt, daß sie ausgetauscht werden müssen.
Ein Verfahren, um Stabsiebkörbe 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 sind, besonders bei intensiven mechanischen Belastungen.
Siebe oder Siebkörbe mit guten Festigkeiten und hoher Oberflächengüte können auch 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.
In der EP 07 24 037 A2 werden Schlitzsiebkörbe beschrieben, die ebenfalls so aufgebaut sind, daß sich zwischen parallel liegenden Stäben die Sortierschlitze bilden. Dabei sind die Stäbe durch Halteringe hindurchgesteckt, wodurch sie in dem erforderlichen Seitenabstand gehalten werden. Die Halteringe sind durch Abstandshalter verbunden, die dafür sorgen können, daß die Struktur des Siebkorbes erhalten bleibt, auch wenn die den Sortierschlitz definierenden Stäbe entfernt werden. Eine derartige Konstruktion führt aber nicht zu in allen Fällen ausreichenden Festigkeiten.
Die EP 0 719 890 A2 zeigt eine weitere Stabsiebvorrichtung, bei der die Stäbe so konstruiert sind, daß sie aufgrund von Verdickungen, mit denen sie aneinanderstoßen, den zur Schlitzbildung notwendigen Abstand halten. Auch wenn die so hergestellten Siebe ebenfalls den Vorteil einer leichten Demontierbarkeit haben, sind die Stäbe doch relativ aufwendig herzustellen. Außerdem ist es nicht leicht, mit derartigen Sieben die erforderliche Festigkeit zu gewährleisten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Siebvorrichtungen der angegebenen Gattung zu schaffen, die optimale Festigkeiten haben und möglichst einfach zu fertigen sind.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Maßnahmen erfüllt.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben.
Der erfindungsgemäße Aufbau der Siebvorrichtung hat den Vorteil, daß die den Siebspalt bildenden Stäbe und die sie stützenden Halteelemente mechanisch sehr viel geringer belastet werden als bisher. Wie schon erläutert wurde, können an derartigen Sieben je nach Anwendungsfall beträchtliche Kräfte, auch Pulsationen, auftreten, die die ganze Vorrichtung stark beanspruchen und eventuell zerstören können. Andererseits sollen aber in unmittelbarer Nähe des Spaltes möglichst wenig Bauteile vorhanden sein, da diese im Betrieb den Durchfluß stören. Durch die erfindungsgemäße Konstruktion werden die Kräfte nur zu einem geringen Teil von den Stäben bzw. Halteelementen aufgenommen und zum größeren Teil auf die Träger übertragen. Die Träger können entsprechend stabil, also biegesteif, gebaut werden. Dabei können die Träger auch in speziellen Ausführungsformen in ihrer Längsrichtung unterschiedlich steif sein (Biegebalken-Berechnung). Die Stäbe können, wenn es gewünscht wird, gänzlich ohne unlösbare Verbindungen in den Halteelementen sicher gehalten werden. Das ist besonders dann von Bedeutung, wenn die Gefahr von Schwingungsbrüchen, z. B. an Schweißnähten o. ä. besteht.
Sind die Siebvorrichtungen durch ein Verfahren z. B. gemäß DE 39 27 748 A1 hergestellt, bei dem die Stäbe durch Verformung in den Halteelementen eingeklemmt sind, hat die Möglichkeit, relativ schlanke Halteelemente verwenden zu können, den Vorteil einer beträchtlich leichteren Verformbarkeit.
In weiterer Verbesserung der Erfindung ist es möglich, wenigstens eines der Abschlußelemente lösbar mit den Trägern zu verbinden. Dann kann dieses zu Reparaturzwecken abgenommen werden. Bei entsprechender Gestaltung des Sitzes der Stäbe in den Halteelementen lassen sich so die Stäbe zur Demontage, z. B. in Längsrichtung herausziehen. Es versteht sich, daß nicht nur die Demontage, sondern auch die Herstellung eines solchen speziellen Siebkorbes sehr einfach ist, weil dann die Stäbe hineingeschoben werden können und anschließend durch die Abschlußelemente am axialen Verrutschen gehindert werden. Hierbei ist eine leichte Vorspannung der Stäbe in den Halteelementen möglich, um sie vor Vibrationen in den Vertiefungen zu schützen. Eine solche Vorspannung kann mit besonderem Vorteil durch thermische Schrumpfsitze erfolgen.
Die Fixierung der Stäbe in den Halteelementen kann auch dadurch verbessert werden, daß beim Zusammenbau der Siebvorrichtung die Abschlußelemente so mit den Trägern verbunden werden, daß sich ein Versatz der Vertiefungen in Umfangsrichtung relativ zu den Vertiefungen der Halteelemente bildet. Dadurch würde eine Torsionsspannung auf die Stäbe übertragen, die deren Fixierung verbessert.
Diese oben beschriebenen Ausführungsformen, die die Montage und Demontage einzelner Stäbe entscheidend erleichtern, müssen aber nicht unbedingt bei der Ausgestaltung der Erfindung realisiert sein. Die Vorteile, die eingangs beschrieben wurden und sich auf die Festigkeitserhöhung der Siebvorrichtung beziehen, lassen sich nämlich in anderen Fällen dadurch erhöhen, daß die Stäbe in den Halteelementen unlösbar, z. B. durch Löten, Hochtemperatur-Löten oder Kleben, fixiert sind.
Die Erfindung und ihre Vorteile werden beschrieben und erläutert anhand von Zeichnungen. Dabei zeigen schematisch
Fig. 1 den Schnitt durch den Teil einer erfindungsgemäßen Siebvorrichtung in Seitenansicht;
Fig. 2 Schnitt durch den Teil einer erfindungsgemäßen Siebvorrichtung in Aufsicht;
Fig. 3 bis 5 jeweils Varianten im Detail;
Fig. 6 eine erfindungsgemäße Siebvorrichtung als perspektivische Gesamtansicht.
Die Fig. 1 zeigt den Teil einer Siebvorrichtung. Man sieht einen der parallel ausgerichteten Stäbe 3, der in einer Anzahl von Halteelementen 1 gehalten wird. Erfindungsgemäß sind die Halteelemente 1 auf ihrer den Stäben 3 gegenüberliegenden Seite, hier also links, mit den Trägern 5 verbunden und diese wiederum mit den Abschlußelementen 2. Der Träger 5 besteht hier aus einem Stahlprofil mit rechteckigem Querschnitt, der zur besseren Aufnahme von Biegekräften über die Länge des Trägers nicht gleichmäßig ist (Biegebalken-Berechnung). Im Bereich der Stirnflächen ist der Träger an beiden Seiten mit den Abschlußelementen 2 verbunden, wobei diese Verbindung sowohl auf den Stirnflächen selbst als auch in ihrer Nachbarschaft erfolgen kann. Bei dem hier gezeichneten Beispiel ist das untere Abschlußelement 2 mit den Trägern 5 unlösbar, z. B. durch Schweißen verbunden, während das obere Abschlußelement 2 im Bedarfsfall entfernt werden kann, da es mit den Trägern 5 verschraubt ist. Wie bereits erwähnt, ergibt sich dadurch eine einfache Demontagemöglichkeit der Siebvorrichtung, insbesondere um die Stäbe 3 in Längsrichtung herausnehmen zu können. Die hier gezeigte Siebvorrichtung hat eine im wesentlichen zylindrische Form. Daher sind die Abschlußelemente 2 und die Halteelemente 1 im wesentlichen kreisringförmig ausgebildet. Zur klareren Darstellung ist in der Fig. 1 nur ein Stab 3 gezeichnet und sind die Halteelemente 1 nur angedeutet, d. h. ihre kreisrunde Form ist nicht gezeichnet.
In Fig. 2 ist wiederum der Ausschnitt einer Siebvorrichtung dargestellt, und zwar in der Aufsicht von oben. In dieser Zeichnung sind vier der Stäbe 3 sichtbar und an anderen Stellen die Vertiefungen 6, die in die Halteelemente 1 eingearbeitet sind. Das Halteelement 1 stützt sich gegen den Träger 5 ab, welcher wiederum mit dem unten liegenden Abschlußelement 2 verbunden ist. Dazu ist eine Schweißnaht zwischen dem Träger 5 und dem Abschlußelement 2 angedeutet.
Die Abschlußelemente 2 (in Fig. 1) können eine axiale Kraft auf die Stäbe 3 dadurch übertragen, daß sich an den Stirnseiten der Stäbe 3 jeweils Federelemente 7 befinden. Solche können entweder ein umlaufender Dichtring sein oder, falls - wie in Fig. 5 angedeutet - auch das Abschlußelement 2 mit Vertiefungen 6' zur paßgenauen Aufnahme der Stäbe 3 versehen ist, mit entsprechend geformten, eingesetzten Federelementen 7. In solchen Fällen wird das Abschlußelement 2 zweckmäßigerweise bündig mit den Trägern 5 verbunden. Die Federelemente 7 haben mit Vorteil gleichzeitig Abdichtfunktion.
Eine etwas andere Befestigungsmöglichkeit zeigt die Fig. 3, bei der das Abschlußelement 2 auf den Stäben 3 direkt aufsitzt und die Schraubverbindung zwischen dem Abschlußelement 2 und dem Träger 5 eine Spannverbindung mit Spalt ist. So ist eine einstellbare Fixierkraft möglich.
In den Fällen, in denen die Demontierbarkeit der Stäbe 3 nicht gefordert wird, können beide Abschlußelemente mit den Trägern unlösbar verbunden, z. B. verschweißt sein, wie die Fig. 4 andeutet. Fig. 4 zeigt auch exemplarisch die Möglichkeit, die Träger 5 radial nach innen zu legen. Das ist dann sinnvoll, wenn die Räumer für die Siebvorrichtung radial außen an den Stäben 3 vorbeibewegt werden. Bei den übrigen hier gezeichneten Fällen laufen die Räumer zweckmäßigerweise innerhalb.
Die Fig. 3 und 4 zeigen ferner eine weitere Variation, nämlich daß die Stäbe 3 durch die Halteelemente 1 durchgesteckt sind, also nur in Längsrichtung entfernt werden können, während in Fig. 1 die Stäbe 3 von den Halteelementen 1 nur teilweise umschlossen sind.
In Fig. 2 sind Stäbe mit einem speziellen Profil gezeigt. Dieses Profil gestattet besonders vorteilhaft die Fixierung der Stäbe 3 in den Halteelementen 1 durch plastische Verformung der Halteelemente.
Auch wenn es in vielen Fällen sinnvoll sein kann, die Träger mit einem ungleichmäßigen Querschnitt zu versehen, kann das aber auch - wie Fig. 5 zeigt - anders ausgeführt werden, also mit im wesentlichen konstantem Trägerprofil. Selbstverständlich muß das Profil nicht unbedingt rechteckig sein.
In Fig. 6 ist eine erfindungsgemäße Siebvorrichtung als Ganzes in perspektivischer Ansicht dargestellt. Man erkennt wiederum einige der Träger 5, welche die - hier drei - Halteelemente abstützen und in den Abschlußelementen 2 befestigt sind. Am oberen Abschlußelement sind Schraubverbindungen angedeutet. Bekanntlich weist eine solche Siebvorrichtung dieser Art eine sehr große Anzahl von Stäben 3 auf, von denen hier nur einige eingezeichnet sind. Auch die Träger 5 sind nicht vollzählig gezeichnet.

Claims (20)

1. Siebvorrichtung mit spaltförmigen Öffnungen für das Sortieren von Faserstoffsuspensionen mit einer Vielzahl von im wesentlichen parallel ausgerichteten Stäben (3), zwischen denen sich die Sortierspalten (4) oder Sortierschlitze befinden und welche formschlüssig in Halteelementen (1) sowie in Abschlußelementen (2) fixiert sind, wobei die Halteelemente (1) Vertiefungen (6) zur mindestens teilweisen Aufnahme der Stäbe (3) aufweisen und mehrere oder alle in der Siebvorrichtung vorhandenen Stäbe (3) verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente (1) auf ihrer den Stäben (2) gegenüberliegenden Seite mit Trägern (5) verbunden sind und die Träger (5) im Bereich ihrer Stirnseiten mit den Abschlußelementen (2).
2. Siebvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (5) wesentlich steifer sind als die Halteelemente (1).
3. Siebvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Halteelemente (1) mit den Trägern (5) unlösbar verbunden ist.
4. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Abschlußelemente (2) mit den Trägern (5) lösbar verbunden ist.
5. Siebvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Abschlußelemente (2) mit den Trägern (5) verschraubt ist.
6. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußelemente (2) mit Vertiefungen (6) zur mindestens teilweisen Aufnahme der Stäbe (3) versehen sind.
7. Siebvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußelemente (2) die Längsbeweglichkeit der Stäbe (3) durch Formschluß verhindern.
8. Siebvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußelemente (2) die Stäbe (3) verspannen.
8a. Siebvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen mindestens einer Stirnseite der Stäbe (3) und dem entsprechenden Abschlußelement (2) ein Federelement (7) befindet.
8b. Siebvorrichtung nach Anspruch 8a, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (7) eine Dichtung ist.
9. Siebvorrichtung nach Anspruch 6, 7, 8, 8a oder 8b, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (6) in den Abschlußelementen (2) in Umfangsrichtung leicht versetzt sind gegen die in den Halteelementen (1), so daß die Stäbe (3) durch Verformung zusätzlich fixiert sind.
10. Siebvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (3) in den Vertiefungen (6) der Halteelemente (1) derart befestigt sind, daß sie durch die bei der bestimmungsmäßigen Nutzung der Siebvorrichtung auftretenden Kräfte nicht bewegbar sind, aber durch solche Kräfte, die in der Längsrichtung der Stäbe wirken, von den Halteelementen (1) lösbar sind.
11. Siebvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (3) nach Entfernen mindestens eines Abschlußelementes (2) in Längsrichtung aus den Halteelementen (1) herausgezogen werden können.
12. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (3) mit den Halteelementen (1) unlösbar verbunden sind.
13. Siebvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Vertiefungen (6) in den Halteelementen (1) ausgehend von der mit den Vertiefungen (6) versehenen Oberfläche nach innen hin anfangs verjüngen und weiter innen wieder erweitern.
14. Siebvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Stäbe (3) eine Form aufweist, die aus einem Dreieck mit abgerundeten Kanten gebildet ist, welches an der in das Halteelement (1) eingelassenen Firstseite eine Verdickung aufweist.
15. Siebvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (3) aus einem gezogenen Profil bestehen.
16. Siebvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Halteelemente (1) und Abschlußelemente (2) jeweils als Ringe ausgebildet sind, so daß die Siebvorrichtung ein zylindrischer Siebkorb ist.
17. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß Halteelemente (1) und Abschlußelemente (2) als Ringsegmente ausgebildet sind, so daß die Siebvorrichtung ein Bogensieb, Halbsiebkorb oder dgl. ist.
18. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß Halteelemente (1) und Abschlußelemente (2) sowie Stäbe (3) in zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind, so daß die Siebvorrichtung ein Plansieb ist.
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