专利名称：筛网的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于清洁浆料悬浮物的筛网。
背景技术：
筛网是在造纸工业中用于清洁含有水、纤维和污物颗粒的浆料悬浮物的机械。在此，浆料流经过筛选设备被送入，在此处含有水和纤维的接纳流流过筛网。一种被称为弃物流(reject flow)的，含有水、纤维和污物颗粒的部分流在相对于送入流的末端处被整体清除。这样，筛网就将悬浮在水中的固体颗粒分离开。相比较而言，过滤过程将液体与固体分开。
总体上，这种类型的筛网具有轴向对称设计，并且包括具有浆料送入口的外壳、通常具有穿孔或垂直狭槽的圆柱状筛网支架以及旋转转子。该转子负责保持筛网狭槽的清洁，狭槽的清洁通过刚好在筛网表面上旋转的叶片来获得。该接纳流被收集在所谓的接纳腔室中并且被从此处沿径向清除出去。该弃物流一般被送入通常是环状的弃物腔室，在筛网支架上与送入口相对的一点处从此处沿切线清除出去。
例如，这种类型的筛网可以从EP 1122358 A2得到。
这些已知筛网的缺陷在于，作为一个清洁装置，转子对于保持筛网狭槽清洁来说是非常重要的，并且这些动作部分容易损坏，消耗相当数量的驱动能量，还经常导致筛网泄漏。此外，这些筛网需要相对高水平的保养维护，并且因此而运转昂贵。
加压的平板筛网也是已知的，该筛网也是采用移动清洁装置(转子)来免于阻塞。这种类型的筛网大量使用于送入流浓度范围在2.5％以上的情况下。该筛网表面小，因此或获得的通过量低。
为了减轻由带有旋转筛网清洁装置的筛网所引发的问题，已经建议使用在送入到筛网的悬浮流中使用脉动压力的这种筛选装置，而不是移动的清洁装置来保持筛网免于阻塞。这种筛网的缺陷在于，产生压力脉动所需要的高能量消耗、对悬浮物泵的相当需求、以及不期望的通过筛网进入其他设备部分的压力脉动的传送。
此外，设计成平板筛网的振动筛网也是已知的，然而它们没有加压。它们的筛选效率和通过量非常低，这就是为什么这种振动筛网，除了作为一种所谓的末级筛网来使用之外，很少在使用的原因。
发明内容
针对这种达到最新技术发展水平的筛网的固有问题，本发明提供了一种解决方法。特别是，本发明对于在操作过程中保持筛网狭槽免于被纤维和污物颗粒阻塞这个问题，提供了一个解决方法。
根据本发明，通过使用具有权利要求1中技术特征的筛网来完成这个任务。本发明所述筛网的其它优选实施例在从属权利要求中公开。
本发明所述筛网的特征在于，筛网结构至少在面对纤维悬浮物的一侧和面对弃物出口的一侧设计有压型，从而在流向筛网结构的悬浮物中产生湍流。
根据本发明，在上述实施例中或在下述其他实施例之一中的筛网具有如下优点●除了用于送入流的泵送能量外，不需附加能量；而本发明使用送入流的能量流潜能。
●操作期间，在悬浮物流中不产生压力脉动。
●事实上，可以生产任何尺寸的筛网表面。
●没有内部气泡，这对于在造纸机的导进系统中使用的筛网特别重要。
●与已知筛网相比较，投资成本低。
●监视设备和仪器的支出低。
●即使在通过量较高的情况下，本发明所述的筛网也只需要较小的安装区域和体积。
●筛网表面容易更换。
●筛网表面不承受因与旋转部件相接触而产生的摩擦。
●在“网前箱(headbox)筛选”中，由于一方面能轻易适应流动条件，另一方面内表面能以低成本磨光，所以在筛网表面上不发生旋转。
●如果生产设备扩大，筛网面积容易增大并且成本较低。
●悬浮物能通过封闭循环送入，这样就不会发出难闻的气味，并且不会有污染物从悬浮物中漏出。
在本发明的一个实施例中，该筛网具有带有水平或弯曲表面的结构，从而保证快速的和容易的可交换性。例如，该筛网结构也能被设计成安装在管道内的筛网架。在此，悬浮物高速流到筛网结构的压型侧，从而随着浆料悬浮物的散开会在其中产生相当大的湍流，并且这防止了筛网结构被阻塞。这种筛网结构或这种结构的筛网表面能够以任何合适的方向被安装在一个框架中，例如，向上的、向下的、沿着流动方向、或沿着任何水平地或垂直地穿过主流动方向的组合方向。
如果筛网结构具有阶梯型的压型，本发明所述的筛网将保持筛网的良好清洁效果，在此阶梯高度最好应该在0.1至3毫米之间，更好地在0.3至1.5毫米之间。
如果筛网结构由大量窄间距排列的棒组成，则该筛网容易生产。这种棒型的筛网表面在分离过程中也具有较高的分离准确性。
在本发明所述筛网的另一个实施例中，该筛网结构包括用褶皱、阶梯或肋板作为压型的开槽板或穿孔板。可以根据悬浮物的类型，例如，根据纤维长度、纤维硬度、粘性、湍流敏感度等等，选择合适的压型形状。
调查表明，当狭槽宽度或棒间距小于3毫米，并且最好在50微米至1毫米之间时，对于应用在纸浆和纸张工业中的筛网的通过量和清洁度，可以获得最好的结果。
还证明了以70°至110°的角度将悬浮物送到筛网结构上的一个优点。这种设置会导致较高的悬浮物通过量，而同时保持筛网结构免于阻塞。为了优化在操作过程中到筛网上的流量，悬浮物的输送可以通过改变悬浮物流到筛网结构上的角度来调节。
在本发明的一个优选实施例中，分离腔室的外壳是气密性设计，这使得有可能在不散发难闻气味的情况下操作筛网。
为了调节本发明所述筛网，以满足造纸机的网前箱中所需压力的各种要求，可以在分离腔室的上游设置浆料悬浮物泵。
为了能经过弃物流从筛网中轻易地清除污物颗粒，在本发明的一个实施例中接纳腔室设置在弃物出口上面，或者接纳物出口指向上方。
本发明所述筛网的筛网结构最好由金属，特别是不锈钢制成，或者由陶瓷或合成材料制成。为了提高筛网结构的耐磨性，可以进行表面涂覆，例如通过铬化或渗氮。为了减小对旋转的敏感度，与浆料相接触的内表面(外壳和筛网结构表面)可以用刷子清洗和/或电解磨光。
为了增强湍流，可以在筛网结构中安装例如螺旋形或直线形走向的，和/或具有矩形、梯形或半圆形横截面或将它们混合设置的阻流条和/或阻流凹槽。
在筛选过程中，溢流量的目标值，也就是，输送到筛网的全部浆料悬浮物中的丢物比例特别重要。为了便于溢流量的设置，浆料悬浮物的送入口和/或弃物出口可以安装有流量控制元件，如阀、锁或关闭元件。结果是，在多级式筛网中能形成不同压力的腔室，压力水平总体上从一个筛选级到下一个级降低，也就是，第一筛选级具有最高的压力。在某些应用中，为了设定压力水平可以在各筛选级之间设置增压泵。流量控制元件可以采用手动调节设计。然而，优选的设计是对流量控制元件的自动控制系统，压力、压力差、悬浮物中的固体含量、浆料清洁度或分离效果作为控制因素是优选的。
在本发明所述筛网的另一个实施例中，提供一种清洁筛网结构的装置，其中该筛网被设计使得在接纳腔室中不断增大的压力的作用下，接纳物体能穿过筛网结构向回冲刷。通过输入压缩空气，压力在接纳侧累积。
当筛网被用作洗涤器时，通过选择合适的冲击角度、压型、棒的形状(对于棒型筛网来说)和筛网表面的曲线，对于输送到位于有机和无机悬浮物设备中的筛网上的悬浮物，可以获得有效地分离。如果将充足的洗涤水加入到含有高比例的纤维的弃物流中，该筛网能用作单级式或多级式洗涤器。
如果由于悬浮物具有特别的阻塞趋势(例如，高比例的精制长纤维)而必须清洁筛网结构，那么该筛网能在筛网结构处安装可移动的搅拌器。
作为搅拌器的一种替换或附加，可以在筛网结构的冲击侧设置震动器，但是由于在悬浮物中产生的压力发生波动并且继续向下游传递，这种类型的实施例不应被用在位于造纸机的网前箱前面的初始级中。在其他低粘度的应用中，举例来说，在第二级的备料中，这种类型的实施例当然可以使用。
本发明所述的筛网非常适合用在多级式筛选装置中，其中各单个筛网可以是串联设置和/或并联设置。并联设置用于增大单个筛网的筛网通过量。各筛网的串联设置，也被称为“同轴”设置，允许在各个筛网级设置不同的操作参数。在此，设置是这样的，从悬浮物的流动方向看，第一筛网的接纳物出口是已经筛过的接纳悬浮物的出口，每个筛网的弃物出口连接到下一筛网的浆料送入口，最后一个筛网的弃物出口是排出物的出口，并且从第二筛网开始，每个筛网的接纳物出口连接到前一个筛网的浆料送入口。这样，整个筛选装置的各个筛选、增厚或综合脱水级就能实现和结合在一起。通过对筛网结构，特别是对它的穿孔、狭槽或细孔的宽度进行恰当选择，能对该筛选装置的单独级的操作行为进行预先设定。为了影响筛选装置的操作行为，也可在各筛网之间的连接管道中设置泵和/或流量控制元件。
本发明将在实施例的基础上参照附图进行描述。
在附图中，附图1显示了一个连续设置有三个本发明所述筛网的筛选装置的流程图，并且附图2包含了从侧视图角度对本发明所述筛网的详细描述。
具体实施例方式
附图1显示了一种三级式筛选装置，采用连续设置的本发明所述的筛网1、1′、1″来清洁浆料悬浮物。这三个筛网采用类似设计，该设计将在筛网1的基础上进行更为详细的描述。用于清洁浆料悬浮物FS的筛网1具有由外壳10限定的分离腔室2，该腔室2具有浆料悬浮物送入口3和弃物出口4。浆料悬浮物FS由泵8通过浆料悬浮物送入口3输送到分离腔室2中。在分离腔室2中，通过一个带有筛网结构5a的分隔壁5，一个带有指向上方的接纳物出口7的接纳腔室6与浆料悬浮物送入口3和弃物出口4分隔开。该分隔壁5不对称地将分离腔室2分隔开。浆料悬浮物高速流到筛网结构5a上，在此有部分悬浮物被挤过筛网结构5a，并在此过程中被分开，从而使构成接纳物AC的浆料汇聚到接纳腔室6中，并且能通过接纳物出口7清除出去。根据本发明，分隔壁5的筛网结构5a在面对悬浮物送入口3和弃物出口4的一侧具有压型，从而使得流到筛网结构5a上的浆料悬浮物产生湍流。该湍流将粘附到筛网结构5a的狭槽或穿孔中的任何纤维和能够阻塞它们的其他固体从筛网结构5a上拉出，使得这些物质能随着浆料悬浮物的溢流UL从弃物出口4清除出去。该溢流UL相当于单级式筛网中的弃物，这些弃物是浆料悬浮物中含有不适合长度的纤维和污物颗粒的部分，它们或者被清除或者被循环以进一步筛选。该溢流UL能被流量控制元件11′在弃物出口4处控制。带有筛网结构5a的分隔壁5在该实施例中被显示为一个平表面，但是此处也可以使用弯曲表面。此外，分隔壁可以(相对于浆料悬浮物的流动方向)向下倾斜一个角度。接纳腔室6和接纳物出口7位于弃物出口4上方，从而任何污物颗粒能向下随着溢流被轻松排出。
在带有压型筛网结构的本发明所述筛网的设计基础上，该筛网结构能够引起所述的高流速湍流，该筛网结构不需任何旋转搅拌器、震动器等就能免于阻塞，特别是在悬浮物中固体浓度低的情况下。该自清洁式筛网结构意味着这种类型的筛网或者这种类型的多级式筛选装置能被用于造纸机或木材机的导进系统中。例如流速为0.4至6m/s的情况下，可以获得出众的自清洁式效果。浆料悬浮物的浓度最好在0.02至1.5％之间。冲击的角度不受任何特殊约束的限制。已经表明，冲击角度在70°至110°之间可以获得特别良好的效果。从各个棒的起始端开始，该冲击角度在筛网结构的筛网高度内计算得出。因此在70°至110°之间的冲击角度意味着在棒上相对于垂直方向有±20％的偏差。为了优化该冲击角，可以设置一个可调节的浆料悬浮物送入口或偏转板。
现在回到多级式筛选装置的设置问题上，在第一级中的筛网1的弃物出口4经过一个中间泵9连接到筛选装置第二级中的筛网1′的浆料悬浮物送入口3′，该中间泵9用于将筛网中的压力设置或保持在一个恒定水平上。筛网1′的接纳物出口7′经过一个管子在第一级连接到泵8的入口处，从而从筛网1′的接纳物出口7′退回的悬浮物接纳流能在第一级被循环到入口处。类似地，第二筛网1′的弃物出口4′被连接到第三筛网1″的浆料悬浮送入口3″。该浆料悬浮物送入口3″装有一个可调的流量控制元件11″。第三筛网1″的接纳物出口7″再通过管道接回到泵9的入口，例如接到第二级。在浆料悬浮物经过三个筛选级后所保留下来的弃物RE从第三筛网1″的弃物出口4″清除出去。
在待筛选的浆料悬浮物的各单独级之间的合适的溢流量，也就是每个级中的弃物部分，在2至35％之间。
如果在造纸机上使用，通过设置泵8的流速，第一筛网1(“初始筛网”)能满足造纸机网前箱的压力要求，从而使它依赖于生产速度。例如，在这种情况下网前箱入口压力最高可达到15巴。第二和第三筛网中的压力在0.5和5巴之间。每个筛网的浆料悬浮物送入口和接纳物出口之间的压力差最好在0.01至0.5巴之间。另一方面，压力或压差能够用上述的中间泵9来设置和控制，也可以通过流量控制元件来控制，如阀11。适当的筛网通过速度在0.2至4米/秒之间。
如果待筛选的悬浮物具有特别的阻塞倾向，例如是长纤维比例较高的浆料，通过送入浆料悬浮物中的湍流而实现的筛网结构的自清洁式机构，就可能不能满足需要，为了保持筛网结构清洁，可能需要附加一个在筛网结构的表面上慢慢移动的搅拌器12。使筛网结构免于阻塞的另一个措施是，在筛网结构5a″的冲击侧设置震动器14，它将帮助筛网结构免于纤维阻塞。
最后，从筛网1″的接纳腔室6″穿过筛网结构5a″进入到分离腔室2″中的接纳物体的逆流，也能被用于清洁筛网结构。接纳腔室6″中所需的压力积累通过压缩空气来获得，压缩空气通过一个压缩空气入口13施加。
此外，在一个多级式筛选装置中，筛网结构处的表面速度可考虑特殊需求(浓度，流变性质，等等)，在各个级被设置成不同的等级。
附图2显示了一个本发明所述平板筛网15的详细说明。该平板筛网15包括一个外壳17，该外壳可以是气密设计，并且限定了一个分离腔室16，该分离腔室16包含如上面基于附图1描述的浆料悬浮物送入口和弃物出口，二者在此均未示出。在该分离腔室16中，有一个带有筛网结构19a的分隔壁19，该分隔壁19在分离腔室中分隔出一个接纳腔室18。该筛网结构19a由大量紧临设置的棒20构成，各棒之间具有例如80微米至0.5毫米的间距。棒20的横截面和方向是这样的，筛网结构具有由位于各个棒之间的阶梯形成的压型，适合的阶梯高度在0.3至1.5毫米之间。位于各棒之间的阶梯由设置在一个斜面上的棒形成。作为由各单独棒制成的筛网结构的另一种选择，该筛网结构能由开槽板或穿孔板制成，例如，阶梯型的压型能通过研磨一个固体薄片金属板来获得。除了这种阶梯型结构，为了产生保持筛网结构清洁所需要的湍流，还可以在金属板上加工出皱褶或肋板。对于开槽的板，合适的狭槽宽度大约在3毫米以下。筛网结构19a中的各个棒20由金属，特别是不锈钢制成。然而，也可能使用由陶瓷或合成材料制成的筛网结构。为了提供更好的耐磨性，棒可以进行表面涂覆。
为了产生更大更强的湍流，筛网结构还可安装例如螺旋形或直线形走向的，和/或具有矩形、梯形或半圆形横截面或将它们混合设置的阻流条和/或阻流凹槽。
权利要求
1.用于清洁浆料悬浮物的筛网，包括具有浆料悬浮物送入口和弃物出口的分隔腔室，其中在该分隔腔室中用带有筛网结构的分隔壁将带有接纳物出口的接纳腔室与该浆料悬浮物送入口和该弃物出口分隔开，其特征在于，筛网结构(5a，19a)至少在面对浆料悬浮物送入口(3)和弃物出口(4)的一侧具有压型，从而能在流到筛网结构上的悬浮物(FS)中产生湍流。
2.根据权利要求1所述的筛网，其特征在于，该筛网结构(5a，19a)具有平的或弯曲的表面。
3.根据权利要求1或2所述的筛网，其特征在于，该筛网结构(5a，19a)具有阶梯状的压型，其阶梯高度最好在于0.1至3毫米之间，更好地在0.3至1.5毫米之间。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的筛网，其特征在于，该筛网结构(19)由大量窄间距排列的棒(20)构成。
5.根据权利要求1至3中的一项所述的筛网，其特征在于，该筛网结构(5a)包括具有褶皱、阶梯或肋板的开槽板或穿孔板。
6.根据权利要求4或5中的一项所述的筛网，其特征在于，狭槽宽度或棒间距(20)小于3毫米，并且最好在50微米和1毫米之间。
7.根据前述权利要求中的一项所述的筛网，其特征在于，该悬浮物送入口(3)到筛网结构的流动角度被设计为70°至110°。
8.根据前述权利要求中的一项所述的筛网，其特征在于，该悬浮物送入口(3)可以调节，使得悬浮物流到筛网结构(5a)上的角度能够改变。
9.根据前述权利要求中的一项所述的筛网，其特征在于，分离腔室(2，16)的外壳(10，17)为气密设计。
10.根据前述权利要求中的一项所述的筛网，其特征在于，在分隔腔室(2)的上游设有浆料悬浮物泵(8)。
11.根据前述权利要求中的一项所述的筛网，其特征在于，接纳腔室(6)被设置在弃物出口(4)上方，或者接纳物出口(7)指向上方。
12.根据前述权利要求中的一项所述的筛网，其特征在于，该筛网结构(5a，19)由金属，特别是不锈钢制成，或者由陶瓷或合成材料制成。
13.根据前述权利要求中的一项所述的筛网，其特征在于，对该筛网结构(5a，19)进行表面涂覆，以增强其耐磨性。
14.根据前述权利要求中的一项所述的筛网，其特征在于，该筛网结构(5a，19)具有例如螺旋形或直线形走向的，和/或具有矩形、梯形或半圆形横截面或将它们混合设置的阻流条和/或阻流凹槽。
15.根据前述权利要求中的一项所述的筛网，其特征在于，该浆料悬浮物送入口(3″)和/或弃物出口(4)装有流量控制元件(11″，11′)，如阀、锁或关闭元件。
16.根据权利要求15所述的筛网，其特征在于，该流量控制元件(11，11′，11″)可以调节，压力、压力差、悬浮物的固体含量、浆料清洁度或分离效果作为控制因素是优选的。
17.根据前述权利要求中的一项所述的筛网，其特征在于，在接纳腔室(6″)中累积的压力的作用下，接纳液体能够穿过筛网结构(5a″)向回冲刷。
18.根据前述权利要求中的一项所述的筛网，其特征在于，震动器(14)被设置在筛网结构(5a″)的冲击侧。
19.根据前述权利要求中的一项所述的筛网，其特征在于，在筛网结构上安装有可移动的搅拌器(12)。
20.具有至少两个根据权利要求1至19中的一项所述的筛网(1，1′，1″)的多级式筛选装置，其特征在于，第一筛网的接纳物出口(7)-从悬浮物(FS)的流动方向观察-作为经过筛选的接纳物(AC)的出口，每个筛网(1，1′)的弃物出口(4，4′)与下一个筛网(1，1″)的浆料送入口(3，3′)连接，而最后的筛网(1″)的弃物出口(4″)是弃物材料(RE)的出口，其特征还在于，每个筛网的接纳物出口(4′，4″)从第二筛网(1′，1″)开始与前一筛网(1，1′)的浆料送入口(3，3′)连接。
21.根据权利要求20所述的多级式筛选装置，其特征在于，在各筛网之间的连接管道中设有泵(9)和/或流量控制元件(11)。
全文摘要
一种用于清洁浆料悬浮物的筛网，包括一个分隔腔室，该腔室具有一个浆料悬浮物送入口和一个弃物出口，在该分隔腔室中，用一个带有筛网结构的分隔壁将一个带有接纳物出口的接纳腔室与浆料悬浮物送入口和弃物出口分隔开，其特征在于，筛网结构(5a，19a)至少在面对浆料悬浮物送入口(3)和弃物出口(4)的一侧具有压型，从而能在流到筛网结构上的悬浮物(FS)中产生湍流。该湍流在该筛网结构中产生自清洁式效果。
文档编号D21D5/00GK1607297SQ2004100881
公开日2005年4月20日 申请日期2004年10月15日 优先权日2003年10月15日
发明者海尔穆斯·加布尔 申请人:安德里特斯公开股份有限公司