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Filtre à tambour à alimentation intérieure.
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La présente invention se rapporte à des filtrée à tambour rotatif et' plus particulièrement à des épaississeur$ que l'on utilise pour l'épaississement de bouillies ou eus- pensions, ainsi qu'à des épaississeurs utilisés dans la fabrication du papier. Ces appareils comprennent en général un tambour tournant dans une cuve ou dans un réceptacle conte- nant de la pulpe de papier relativement étendue, des fibres de la pulpe étant déposées à l'extérieur du tambour en prove- nanoe du mélange de liquide et de solide pour former un gâteau de filtre, une nappe de fibres ou un revêtement de suspension épaissie qui est raclée ou dégagée du tambour lorsqu'une par- tie du tambour, en tournant, quitte la pulpe contenue dans la cuveaLe fluide en excès ou filtrat est éliminé, et la pâte ou suspension épaissie,
la nappe de fibres ou le gâteau de filtre est dégagé du tambour et traité ensuite pour la fabri- cation du papier.
Les appareillages connus pour le but susmentionné sont très grands et lourds et exigent par conséquent beaucoup d'espace et demandent beaucoup d'énergie pour leur entraîne- ment.
@ Un but de la présente invention est de réduire les dimensions des filtres à tambour rotatif ,en particulier la longueur du tambour, en aorte que pour la même capacité de l'appareillage, on puisse obtenir des économies en espace requis, en poids d'appareillage et en puissance néoessaire pour l'entraîner.
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Un autre but de l'invention est d'augmenter le rendement des épaississeurs à gravité afin d'obtenir à partir d'une pâte de consistance donnée un plus grand rendement en fibres,
Un autre but de l'invention est de procurer un.ap- pareil de ce genre dans lequel certaines parties actives soient nettoyées par le fonctionnement de la machine et où d'autres soient facilement accessibles et puissent être net- toyées facilement pendant le fonctionnement de la machine, réduisant ainsi le temps "mort".
Ces buts sont satisfaits de façon générale en prévoyant dans la cuve un tambour de filtre rotatif à double enveloppe composé d'une paire de cylindres concentriques écar- tés radialement l'un de l'autre, constitués de toile métal- lique de tamis de filtre et en prévoyant un tuyau d'admission pour la pâte à filtrer, le tuyau d'admission délivrant la pâte près d'une extrémité fermée du cylindre de tamis inté- rieur. La pâte est ainsi exposée d'abord à la surface de filtre du cylindre de tamis intérieur, dans une filtration vers l'extérieur, puis à la surface filtrante du cylindre ' extérieur, dans une filtration vers l'intérieur pour déposer un gâteau de filtre.
Le filtrat effluent provenant des.deux tamis se recueille dans l'espace compris entre les cylindrées d'où il est déchargé, le gâteau de filtre étant recueilli de la surface extérieure du cylindre extérieur. Le tamis de filtre intérieur, dans cet agencement, joue le rôle d'un pré-épaississeur de suspension et occupe un espace qui n'est pas autrement utilisé dans les épaississeurs habituels.
Il n'est pas nécessaire d'avoir l'habituelle caisse d'admission.
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D'autres buts, avantages et d'autres détails de ce que l'on croit nouveau et faisant partie de l'invention res- sortiront de la description qui va suivre et des revendications considérées avec les dessins joints au présent mémoire dans lesquels on représente à titre d'exemple un épaississeur réalisant la présente invention et comprenant les cylindres de filtres concentriques avec des dispositifs d'alimentation interne et de filtrage inversé dont question ci-dessus.
Aux dessins : .
* Figure 1 est une vue en élévation d'un filtre à tambour donné comme exemple, suivant l'invention, tel qu'on le voit de l'extrémité coté admissent - Figure 2 est une vue en coupe longitudinale verti- cale dans la machine, à échelle quelque peu agrandie, faite suivant la ligne .2-2 de la figure 1.
- Figure 3 est une vue en coupe transversale verti- cale suivant la ligne 3-3 de la figure 2, en regardant vers l'extrémité de décharge du filtrat de la machine.
- Figure 4 est une vue en coupe analogue à la partie supérieure de la figure 3, montrant une variante, et - Figure 5 est une vue en coupe d'une partie analogue à celle de la figure 2, montrant une autre variante.
Dans l'exécution des buts de l'invention, dans l'une de ses formes de réalisation, un bâti à enveloppe exté- rieure et constituant support 10, enferme et porte les autres parties de l'appareil. Un réceptacle ou cuve intérieure à pâte 12 occupant la plus grande partie de l'intérieur de l'enveloppe est montré ici en coupe transversale comme ayant une forme en U, avec les extrémités fermées par les parois d'extrémité 14 et 16 de l'enveloppe. A une extrémité de la machine$ une admission centrale pour le mélange de liquide et
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de solide, ou pâte, est prévue sous la forme d'un tuyau d'admission 18, qui est relié à une source convenable et qui part de la paroi 14 en s'étendant sensiblement sur toute la longueur du réservoir d'une manière et pour des buts que l'on définira.
La paroi d'extrémité opposée 16 est munie d'un rac- cord de sortie 20 pour la décharge du filtrat près du fond de la cuve ou réceptacle.
L'épaississement de la pâte introduite dans la cuve se réalise par un tambour de filtre à tamis en toile métalli- que s'étendant horizontalement et monté de façon à pouvoir tourner et entraîné de cette façon, composé de deux parois que de filtre cylindri/ écartées radialement l'une de l'autre, une paroi de tamis intérieur 22 et une paroi de tamis extérieur
24. Ces cylindres sont maintenus en disposition relative d'é- cartement radial, à une extrémité, par une paroi 26 non per- forée annulaire s'étendant radialement,qui ferme l'espace entre les cylindres-tamis intérieur et extérieur du côté d'en- trée de la machine, l'extrémité en question du cylindre-tamis
22 intérieur étant ouverte pour recevoir le tuyau d'admission
18 et pour permettre à la pâte de passer de l'intérieur à l'extérieur du tambour.
L'autre extrémité du tambour de fil- tre est munie d'une paroi centrale non perforée en forme de disque 28 qui ferme l'extrémité du cylindre-tamis intérieur près de l'extrémité ouverte du tuyau d'admission 18. Ce disque s'étend jusqu'au cylindre extérieur pour soutenir le cylindre en disposition concentrique et il est muni d'ouvertures d'é- coulement 30 près de sa périphérie, allant de l'espace an- nulaire entre les cylindres vers la paroi de l'extrémité côté sortie 16.
Un nombre convenable de parois de support de cylindres annulaires perforés 32 peut être prévu, si on le juge nécessaire, et souhaitable entre les cylindres-tamis
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intérieur et extérieur pour les maintenir à l'écartement convenable tout en permettant un libre écoulement de filtrat dans l'espace annulaire.
Le tambour de filtre à double paroi peut être sou- tenu horizontalement au-dessus du fond de la cuve et être entraîné en rotation dans celle-ci de toute façon convenable, par exemple à l'aide de tourillons opposés s'étendant vers l'extérieur (non montrés) au centre de chaque extrémité de l'ensemble des cylindres. Cependant, le support des cylindres et leur commande tels que représentés sont du genre de ce qui a été montré et revendiqu é dans la demande de brevet de Neil F. Putnam, n 3.855, déposée aux Etats-Unis d'Amérique le 21 janvier 1960 (au Canada n 814.589, déposée le 11 janvier 1961).
Dans ce type de monture et de dispositif d'entraînement, le tambour de filtre est muni de brides d'extrémité ou jantes cylindriques s'étendant axialement vers l'extérieur, 34 et 36, et le tambour est suspendu et tourne sur des paires de galets-supports 38,;ces galets venant en contact avec l'inté- rieur des jantes cylindriques en partant de consoles-supports convenables 40 à l'une et à l'autre extrémités du bâti- enveloppe. D'autres galets de stabilisation 39 peuvent être utilisés en association avec les galets 38.
La bride cylin- drique à une extrémité, montrée ici comme bride 34 à l'ex- trémité côté entrée de pâte de la machine, est munie d'une couronne dentée intérieure 42 avec laquelle coopère une roue dentée droite 44 entraînée en rotation de façon convenable par un moteur 46 ou une autre source de force motrice qui peut aussi être portée par la console 40 à cette extrémité du bâti de l'enveloppe.
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En fonctionnement, une bouillie ou suspension éten- due de pâte de pulpe que l'on désire épaissir est introduite dans la machine par le tuyau d'entrée 18 et le moteur 46 est mis en mouvement pour entraîner en rotation le double cy- lindre. La pâte étendue est déchargée contre le centre non perforé du disque 28 du tambour et est distribuée uniformément à partir de là contre la surface intérieure du tamis 22 à l'in- térieur de ce cylindre.
Une partie de l'eau ou de l'effluent passera vers l'extérieur à travers le tamis 22 en sorte que lorsque la pâte vient en contact avec le tamis intérieur tour- nant, elle s'épaissit quelque peu èt que cette pâte en partie épaissie passe vers la cuve autour de l'extrémité annulaire fermée 26, étant dirigée par celle-ci et par la paroi d'extré- mité 14 dans l'espace entre le fond et les côtés de la cuve et à l'extérieur du tamis extérieur 24. Le filtrat liquide qui a passé à travers le tamis 22 s'écoulera par les ouver- tures 30 et sera envoyé à l'orifice de sortie 20, un anneau d'étanchéité 48 qui se trouve sur la paroi d'extrémité 16 coopérant à glissement avec la bride cylindrique 36 à l'exté- rieur du tambour pour empêcher le mélange du filtrat avec la pâte non filtrée de la cuve 12.
Une filtration et un racla- ge ultérieurs seront décrits dans la suite.
Pour maintenir les surfaces de filtre du tambour et intérieur 22 propres, une rampe d'arrosage/de nettoyage 50 peut être prévue près de la face du filtre du tamis intérieur près du sommet de la machine, s'étendant pratiquement sur toute la longueur du cylindre au-dessus du niveau de travail de la pâte, comme montré. La rampe d'arrosage a des ouvertu- res de projection 52 qui envoient de l'eau de nettoyage vers le haut contre la toile métallique 22 pour rincer ou nettoyer cette toile, l'eau étant fournie dans ce but sous pression à
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partir d'une source convenable par l'intermédiaire d'un tuyau d'admission d'eau de nettoyage 54 montré ici oomme porté à une extrémité par le tuyau d'admission de pâte 18.
Une colonnette 56 peut être prévue pour soutenir la rampe d'arro- sage à son extrémité éloignée.
Figure 4 montre une variante pour le nettoyage du tamis filtrant intérieur à utiliser lorsque l'on ne désire pas diluer la pâte par addition d'eau de lavage. Dans cette variante, une série d'auges ou godets espacés 51 est montée dans l'espace annulaire entre les tamis intérieur et extérieur et lorsque le tambour tourne chaque auge élève quelque peu du filtrat au-dessus de la surface extérieure du tamis inté- rieur et le précipite contre le tamis intérieur lorsque l'au- ge est arrivée au-dessus du niveau de la pâte dans la machine.
Ceci donne lieu à un courant inverse d'une partie du liquide filtré à travers le tamis intérieur pour dégager et arracher par lavage les fibrés qui peuvent être recueillies sur la sur- face filtrante intérieure. La rampe d'arrosage 50 peut être utilisée ou non dans cette variante, à volonté.
Après que la pâte semi-épaissie ait passé autour de la paroi d'extrémité annulaire 26 et à l'extérieur du tamis 24 comme décrit ci-dessus, la pâte pré-épaissie dans la cuve est envoyée contre le tamis filtrant extérieur qui tourne 24. Le filtrat passe vers l'intérieur à travers le cylindre extérieur, dans l'espace ann laire entre les cylin- dres de filtre, s'écoule par les ouve tures 30 et est entrai- né à travers l'orifice 20 en même temps que le filtrat pro- venant du cylindre intérieur. Un revêtement ou nappe de fibres de pâte épaissie ou gâteau de filtre est par cohséquent
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déposé à l'extérieur du cylindre 24 et par la rotation de cet élément tambour, il est porté à l'extérieur de la cuve vers un dispositif de décharge pour racler la nappe de pulpe épais- sie ou filtrée de l'extérieur du cylindre.
Comme montré, ce dispositif de raclage peut être constitué par un rouleau de décharge de la couche 58 et par une lame docteur 60 ou ce peut être un rouleau de décharge du type décrit dans le brevet des Etats-Un.s d'Amérique n 772.928 déposé le 10 novembre 1958 par John P.Rich (au Canada n 786.060, déposé le 9 novembre 1959). Une goulotte de départ de pâte 62 peut être agencée sous le rouleau de décharge pour envoyer le gâteau de filtre raclé à distance de la machine.
Figure 5 montre un*:- autre variante dans laquelle le filtrat provenait du tamis intérieur peut être maintenu séparé du filtrat qui passe à travers le tamis extérieur.
Dans cette forme de l'invention, une paroi de division cy- lindrique non perforée 23 est prévue entre la paroi de tamis intérieur 22 et le cylindre de tamis extérieur 24. Des séries ou des lignes d'ouvertures d'écoulement 29 et 31 disposées oirculairement près du bord du disque 28 partent respective- ment àe l'espace annulaire entre le tamis intérieur 22 et la paroi 23 et de l'espace annulaire entre la paroi 23 et le tamis extérieur 24. Des parois-supports annulaires perforées 33 maintiennent les cylindres-tamis et la paroi de division en disposition d'écartement convenable mais permettent un libre écoulement des filtrats dans les espaces annulaires séparés prévus dans cette construction.
A l'extrémité du tambour, en dehors de la bride d'extrémité 36, on a prévu sur le tambour une autre bride circulaire 37, située entre la série cirou-
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laire de trous 29 et la série des trous 31 et séparant ces deux séries.
Dans cette forme, au lieu du raccord de sortie uni- que pour les filtrats mélangée provenant des tamis intérieur et extérieur, un tuyau de sortie 20' est prévu dans la paroi d'extrémité 16 de la cuve pour éliminer le filtrat du tamis intérieur, et un tuyau de sortie distinct 21 est prévu pour le filtrat provenant du tamis extérieur. L'anneau d'é- tanchéité 48, comme précédemment, coopère à glissement avec la bride 36 et, dans ce cas, il empêche le mélange du filtrat provenant du tamis extérieur avec la suspension non filtrée de la cuve et envoie le filtrat au tuyau d'évacuation 21..
Une couronne d'étanchéité annulaire supplémentaire 39 est prévue sur la paroi d'extrémité en face du bord de la bride 37 et coopère à glissement avec celle-ci pour empêcher le mélange du filtrat provenant du tamis intérieur avec l'autre filtrat et pour envoyer le filtrat du tamis intérieur au tuyau d'évacua- tion 20'. tion Le filtrat du tamis intérieur, dans cet agencement, sera dans la plupart des cas beaucoup plus chargé que le filtrat du tamis extérieur séparé qui peut être presque clair.
Si le contenu en fibres du filtrat chargé est suffisant, on peut le faire recirculer à travers l'épaississeur ou à travers une autre maohine pour augmenter le rendement ou production total de l'opération en enlevant les fibres de la suspension. Manifestement, la rampe d'arrosage ou le disposi- tif de nettoyage à layage inversé du cylindre tamis intérieur pourrait être utilisé'avec le système de décharge du filtrat clair suivant la nature de la pâte initiale et les résultats recherchés.
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Si on le désire, les tamis intérieur et extérieur peuvent être faits de fils de calibres différents, en tenant oompte de la consistance de la pâte à l'intérieur et à l'extérieur du tambour pour augmenter l'effet de filtrage.
Une toile filtrante plus fine peut être préférable sur le cylindre intérieur pour empêcher une perte indésirable de fibres dans l'étape de pré-épaississement.
Comme on le verra, la filtration de la pâte d'abord vers l'extérieur contre la toile filtrante intérieure puis dans le sens opposé vers l'intérieur contre la toile filtrante ou tamis extérieur d'où on recueille la pâte complètement épaissie donne lieu à une machine qui peut être beaucoup plus courte que les machines de production comparables qui n'uti- lisent pas le filtre intérieur-extérieur ou cet agencement de filtrage ;inversé. Une quantité donnée de surface filtrante peut être réalisée dans un espace d'encombrement plus petit que précédemment.
L'agencement suivant l'invention est avantageux non seulement à cause de l'espace économisé par l'appareillage mais aussi parce qu'il peut augmenter le rendement en pâte d'une consistance donnée. La filtration de pré-épaississement à travers le cylindre intérieur a lieu sans difficulté, cette opération de tamisage étant maintenue à un débit optimal à cause de l'enlevée continuelle de l'habituelle pellicule dure de fibres provenant du tamis par le dispositif d'arrosage ou de lavage inverse. Une toile filtrante intérieure relative- ment fine peut par conséquent être utilisée sans se boucher.
Après cela, et lorsque la pâte pré-épaissie atteint le cylin- dre extérieur, elle est d'une concentration qui ten à former une nappe de fibres relativement peu serrées (plutôt qu'une
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pellicule dure), omette nappe elle-même permettant une filtra- tion ultérieure de la suspension à travers elle pour consti- tuer une épaisseur plus grande encore de gâteau que cela n'au- rait été possible avec un épaississeur à tambour filtrant unique utilisant une pâte de même consistance initiale. La nappe peu serrée peut être facilement raclée du cylindre ex- térieur.
Du fait qu'il y a de la pâte à la fois à l'intérieur et à l'extérieur du tambour filtrant, on obtient une meilleure flttabilité. en sorte qu'une certaine réduction de poids et de résistance des-parties vaut être envisagée avec sécurité @ par rapport aux exigences habituelles.
Lorsque la machine est mise en fonctionnement, virtuellement toutes les parties extérieures de l'ensemble de tambour en contact avec la pâte sont exposées à la vue et au nettoyage au-dessus de la cuve, et les parties inté- rieures sont maintenues propres par la rampe de nettoyage à l'intérieur du cylindre intérieur 22 ou par le courant d'eau de lavage en sens inverse. Il y a peu de gène au mouvement, ,de la suspensiondans la machine. Ainsi, l'appareil peut être utilisé de façon continue pendant des périodes relativement longues et le nettoyage peut s'effectuer de temps en temps sans arrêter la production. Un produit de texture uniforme est, par conséquent, fourni par cette machine.
Des niveaux de fonctionnement proposés pour la pâte sont montrés à la figure 3 des dessins et on remarquera que le niveau de pâte dans le cylindre intérieur sera aussi haut que possible et permettra encore au tuyau de nettoyage de nettoyer le tamis en le débarrassant d'une nappe quelconque formée sur lui. Le niveau sur le cylindre extérieur sera très légèrement
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-moindre et naturellement, il sera oommandé par le niveau maximal dans le cylindre intérieur avec une différence cord- @tituée par la perte de frottement ou la perte de charge du transfert de la pâte du cylindre intérieur au cylindre exté- rieur.
Ces niveaux doivent être maintenus aussi hauts que possible pour tirer parti de la quantité maximale d'étendue de toile filtrante pour des buts de drainage et également pour utiliser le maximum de charge pour produire l'écoulement à travers les deux faces du cylindre.
EMI13.1
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Internal feed drum filter.
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The present invention relates to rotary drum filters and more particularly to thickeners which are used for the thickening of slurries or slurries, as well as to thickeners used in papermaking. These apparatus generally include a drum rotating in a vessel or receptacle containing relatively large pulp of paper, with fibers of the pulp being deposited outside the drum from the mixture of liquid and solid. to form a filter cake, fiber web, or thickened slurry coating which is scraped off or released from the drum when part of the drum, while rotating, leaves the pulp in the tank Excess fluid or filtrate is removed , and the thickened paste or suspension,
the fiber web or filter cake is released from the drum and then processed for papermaking.
Apparatus known for the above-mentioned purpose is very large and heavy and therefore requires a lot of space and requires a lot of energy for its drive.
@ An object of the present invention is to reduce the dimensions of rotary drum filters, in particular the length of the drum, so that for the same capacity of the apparatus, it is possible to obtain savings in space required, in weight of equipment and the necessary power to train it.
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Another object of the invention is to increase the yield of gravity thickeners in order to obtain, from a pulp of given consistency, a greater yield of fibers,
Another object of the invention is to provide such an apparatus in which certain active parts are cleaned by the operation of the machine and where others are easily accessible and can be easily cleaned during the operation of the machine. the machine, thus reducing the "dead" time.
These objects are generally satisfied by providing in the vessel a double-jacketed rotary filter drum composed of a pair of concentric cylinders spaced radially from each other, made of filter screen wire mesh. and providing an inlet pipe for the paste to be filtered, the inlet pipe delivering the paste near a closed end of the inner screen cylinder. The paste is thus exposed first to the filter surface of the inner screen cylinder, in outward filtration, and then to the filter surface of the outer cylinder, in inward filtration to deposit a filter cake. .
The effluent filtrate from the two screens collects in the space between the displacements from which it is discharged, the filter cake being collected from the outer surface of the outer cylinder. The inner filter screen, in this arrangement, acts as a slurry pre-thickener and occupies space which is not otherwise used in conventional thickeners.
It is not necessary to have the usual admission box.
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Other objects, advantages and other details of what is believed to be novel and forming part of the invention will emerge from the following description and from the claims considered with the drawings attached hereto in which it is shown. by way of example a thickener embodying the present invention and comprising the concentric filter cylinders with internal feed and reverse filtering devices referred to above.
At drawings : .
* Figure 1 is an elevational view of an exemplary drum filter according to the invention, as seen from the side admitting end - Figure 2 is a vertical longitudinal sectional view in the machine , on a somewhat enlarged scale, taken along line .2-2 of figure 1.
Figure 3 is a vertical cross-sectional view taken along line 3-3 of Figure 2, looking towards the filtrate discharge end of the machine.
- Figure 4 is a sectional view similar to the upper part of Figure 3, showing a variant, and - Figure 5 is a sectional view of a part similar to that of Figure 2, showing another variant.
In carrying out the objects of the invention, in one of its embodiments, a frame with an exterior casing and constituting a support 10 encloses and carries the other parts of the apparatus. An inner dough receptacle or vat 12 occupying most of the interior of the casing is shown here in cross section as having a U-shape, with the ends closed by end walls 14 and 16 of the casing. envelope. At one end of the machine $ a central inlet for mixing liquid and
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of solid, or paste, is provided in the form of an inlet pipe 18, which is connected to a suitable source and which extends from wall 14 extending substantially the entire length of the reservoir in a manner and for goals that will be defined.
The opposite end wall 16 is provided with an outlet fitting 20 for discharging the filtrate near the bottom of the vessel or receptacle.
The thickening of the paste introduced into the tank is carried out by a filter drum of wire mesh extending horizontally and mounted so as to be able to turn and driven in this way, composed of two walls as a cylindrical filter. spaced radially from each other, an inner screen wall 22 and an outer screen wall
24. These rolls are held in relative radial spacing arrangement at one end by a radially extending annular unperforated wall 26 which closes the space between the inner and outer screen rolls on the d side. 'inlet of the machine, the relevant end of the screen cylinder
22 interior being open to receive the intake pipe
18 and to allow the dough to pass from the inside to the outside of the drum.
The other end of the filter drum is provided with an unperforated disc-shaped center wall 28 which closes the end of the inner screen cylinder near the open end of the inlet pipe 18. This disc s 'extends to the outer cylinder to support the cylinder in a concentric arrangement and is provided with flow openings near its periphery from the annular space between the cylinders to the end wall. output side 16.
A suitable number of perforated annular cylinder support walls 32 may be provided, if deemed necessary, and desirable between the screen cylinders.
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interior and exterior to keep them at the proper spacing while allowing free flow of filtrate in the annulus.
The double-walled filter drum can be supported horizontally above the bottom of the tank and rotated therein in any convenient way, for example by means of opposing journals extending inward. outside (not shown) in the center of each end of the cylinder assembly. However, the support of the cylinders and their control as shown are of the kind shown and claimed in Neil F. Putnam's patent application, No. 3,855, filed in the United States of America on January 21, 1960. (in Canada No. 814,589, filed January 11, 1961).
In this type of mount and drive device, the filter drum is provided with axially outwardly extending end flanges or cylindrical rims, 34 and 36, and the drum is suspended and rotates on pairs of support rollers 38, these rollers coming into contact with the interior of the cylindrical rims from suitable support brackets 40 at either end of the casing frame. Other stabilization rollers 39 can be used in conjunction with rollers 38.
The cylindrical flange at one end, shown here as flange 34 at the end of the dough inlet side of the machine, is provided with an inner ring gear 42 with which a right gear 44 rotatably driven cooperates. suitable by a motor 46 or other source of motive force which can also be carried by the bracket 40 at this end of the casing frame.
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In operation, a slurry or extended slurry of pulp pulp which it is desired to thicken is introduced into the machine through inlet pipe 18 and motor 46 is set in motion to rotate the double cylinder. The spread paste is discharged against the unperforated center of drum disc 28 and is distributed evenly from there against the interior surface of screen 22 within that cylinder.
Some of the water or effluent will pass outwardly through sieve 22 so that when the dough comes into contact with the rotating inner sieve it thickens somewhat and this dough partly thickened passes towards the vessel around the closed annular end 26, being directed by this and the end wall 14 into the space between the bottom and sides of the vessel and outside the screen outside 24. Liquid filtrate which has passed through screen 22 will flow through openings 30 and be sent to outlet 20, a sealing ring 48 which is on end wall 16. slidingly co-operating with the cylindrical flange 36 on the outside of the drum to prevent mixing of the filtrate with the unfiltered pulp of the vessel 12.
Subsequent filtration and scraping will be described below.
To keep the drum and inner filter surfaces 22 clean, a spray / wash ramp 50 may be provided near the filter face of the inner screen near the top of the machine, extending substantially the full length of the machine. cylinder above dough working level, as shown. The sprinkler boom has spray openings 52 which send cleaning water upward against the wire mesh 22 to rinse or clean the wire, the water being supplied for this purpose under pressure to
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from a suitable source via a cleaning water inlet pipe 54 shown here as carried at one end by the paste inlet pipe 18.
A post 56 may be provided to support the watering ramp at its remote end.
Figure 4 shows an alternative for cleaning the inner filter screen to be used when it is not desired to dilute the paste by adding washing water. In this variation, a series of spaced troughs or cups 51 is mounted in the annular space between the inner and outer screens and as the drum rotates each trough raises some filtrate above the outer surface of the inner screen. and throws it against the inner screen when the trough has reached above the level of the dough in the machine.
This results in a reverse flow of part of the filtered liquid through the inner screen to loosen and wash away any fibers which may be collected on the inner filter surface. The spray bar 50 may or may not be used in this variant, at will.
After the semi-thickened paste has passed around the annular end wall 26 and out of the screen 24 as described above, the pre-thickened paste in the tank is sent against the rotating outer filter screen 24. The filtrate passes inwardly through the outer cylinder, into the annular space between the filter cylinders, flows through openings 30 and is drawn through orifice 20 at the same time. than the filtrate from the inner cylinder. A coating or web of thickened pulp fibers or filter cake is cohesively
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deposited outside the cylinder 24 and by the rotation of this drum element, it is carried outside the vessel to a discharge device for scraping the thickened or filtered web of pulp from the outside of the cylinder.
As shown, this scraping device may be a layer discharge roller 58 and a doctor blade 60 or it may be a discharge roller of the type described in U.S. Patent No. 772,928. filed November 10, 1958 by John P. Rich (in Canada No. 786.060, filed November 9, 1959). A dough starting chute 62 may be arranged under the discharge roller to send the scraped filter cake away from the machine.
Figure 5 shows a *: - Another variation in which the filtrate came from the inner screen can be kept separate from the filtrate which passes through the outer screen.
In this form of the invention, an unperforated cylindrical dividing wall 23 is provided between the inner screen wall 22 and the outer screen cylinder 24. Series or lines of flow openings 29 and 31 disposed. oirularly close to the edge of the disc 28, respectively leave the annular space between the inner screen 22 and the wall 23 and the annular space between the wall 23 and the outer screen 24. Perforated annular support walls 33 hold the screen cylinders and the dividing wall in a suitable spaced arrangement but allow free flow of the filtrates in the separate annular spaces provided in this construction.
At the end of the drum, outside the end flange 36, another circular flange 37 is provided on the drum, located between the circular series.
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area of holes 29 and the series of holes 31 and separating these two series.
In this form, instead of the single outlet connection for mixed filtrates from the inner and outer screens, an outlet pipe 20 'is provided in the end wall 16 of the vessel to remove the filtrate from the inner screen, and a separate outlet pipe 21 is provided for the filtrate from the outer screen. The sealing ring 48, as before, slidably co-operates with the flange 36 and, in this case, it prevents mixing of the filtrate from the outer screen with the unfiltered slurry from the tank and sends the filtrate to the pipe. evacuation 21 ..
An additional annular seal ring 39 is provided on the end wall opposite the edge of the flange 37 and slidably cooperates therewith to prevent mixing of the filtrate from the inner screen with the other filtrate and to send the filtrate from the inner screen to the exhaust pipe 20 '. The filtrate from the inner screen, in this arrangement, will in most cases be much heavier than the filtrate from the separate outer screen which may be almost clear.
If the fiber content of the loaded filtrate is sufficient, it can be recirculated through the thickener or through another machine to increase the efficiency or total output of the operation by removing the fibers from the slurry. Obviously, the spray boom or the reverse layered cleaning device of the inner screen cylinder could be used with the clear filtrate discharge system depending on the nature of the initial paste and the results desired.
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If desired, the inner and outer screens can be made of different gauge wire, taking into account the consistency of the paste inside and outside the drum to increase the filtering effect.
A thinner filter cloth may be preferable on the inner cylinder to prevent unwanted loss of fibers in the pre-thickening step.
As will be seen, filtration of the paste first outwards against the inner filter cloth and then in the opposite direction inwards against the filter cloth or outer sieve from which the completely thickened paste is collected gives rise to a machine which can be much shorter than comparable production machines which do not use the inner-outer filter or this filtering arrangement; reversed. A given amount of filtering surface can be achieved in a smaller footprint than previously.
The arrangement according to the invention is advantageous not only because of the space saved by the apparatus but also because it can increase the paste yield of a given consistency. The pre-thickening filtration through the inner cylinder proceeds without difficulty, this sieving operation being maintained at an optimum rate due to the continual removal of the usual hard film of fibers from the sieve by the sprinkler device. or reverse wash. A relatively fine inner filter cloth can therefore be used without clogging.
After that, and when the pre-thickened pulp reaches the outer roll, it is of a concentration which tends to form a relatively loose web of fibers (rather than a
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hard film), omit the web itself allowing subsequent filtration of the slurry through it to form an even greater thickness of cake than would have been possible with a single filter drum thickener using a dough of the same initial consistency. The loose web can be easily scraped from the outer cylinder.
Since there is paste both inside and outside of the filter drum, better flexibility is obtained. so that some reduction in weight and strength of the parts should be considered with safety @ compared to the usual requirements.
When the machine is put into operation, virtually all exterior parts of the drum assembly in contact with the dough are exposed to view and cleaning above the tub, and the interior parts are kept clean by the dough. cleaning ramp inside the inner cylinder 22 or by the reverse flow of washing water. There is little hindrance to movement,, suspension in the machine. Thus, the apparatus can be used continuously for relatively long periods, and cleaning can be carried out from time to time without stopping production. A product of uniform texture is, therefore, provided by this machine.
Proposed operating levels for the paste are shown in Figure 3 of the drawings and it will be appreciated that the level of paste in the inner cylinder will be as high as possible and will still allow the cleaning pipe to clean the screen by removing a strain from it. any tablecloth formed on it. The level on the outer cylinder will be very slightly
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-least and naturally, it will be controlled by the maximum level in the inner cylinder with a difference cord- @ tituated by the friction loss or the pressure drop of the transfer of the paste from the inner cylinder to the outer cylinder.
These levels should be kept as high as possible to take advantage of the maximum amount of filter cloth expanse for drainage purposes and also to utilize the maximum load to produce flow through both sides of the cylinder.
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