DE102011088067A1

DE102011088067A1 - Scheibenfilter-Hohlwelle

Info

Publication number: DE102011088067A1
Application number: DE102011088067A
Authority: DE
Inventors: Markus Kuhn; Roland REINHOLD; Reinhard Bluhm; Terje Fjellkleiv
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2013-06-13
Also published as: FI10599U1; CN204275640U; AT13953U1; WO2013083401A1; DE202011110521U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Scheibenfilter-Hohlwelle für einen Scheibenfilter zur Abtrennung von Flüssigkeiten aus einer Suspension (1), insbesondere einer Faserstoffsuspension, mit einem Behälter (2) zur Aufnahme der Suspension (1), in dem sich die Hohlwelle horizontal erstreckt und rotierbar gelagert ist, wobei mehrere axial voneinander beabstandete Filterscheiben (3) senkrecht auf der Hohlwelle befestigt sind und der Innenraum der Filterscheiben (3) mit dem Innenraum der Hohlwelle in Verbindung steht. Dabei sollen Herstellung, Montage und Wartung dadurch vereinfacht werden, dass die Hohlwelle aus mehreren Modulen (4) besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenfilter-Hohlwelle für einen Scheibenfilter zur Abtrennung von Flüssigkeiten aus einer Suspension, insbesondere einer Faserstoffsuspension, mit einem Behälter zur Aufnahme der Suspension, in dem sich die Hohlwelle horizontal erstreckt und rotierbar gelagert ist, wobei mehrere axial voneinander beabstandete Filterscheiben senkrecht auf der Hohlwelle befestigt sind und der Innenraum der Filterscheiben mit dem Innenraum der Hohlwelle in Verbindung steht.
Derartige Scheibenfilter werden zur Eindickung der Suspension und in der Papierindustrie insbesondere zur Faserstoffrückgewinnung eingesetzt.
Hierzu ist die Hohlwelle in der Regel mit einer Unterdruckquelle verbunden. Auf den Filterscheiben bildet sich infolge des Druckunterschieds zwischen der Faserstoffsuspension und dem Innenraum der Filterscheiben eine Vliesschicht. Beim Eintauchen der Filterscheiben in die Faserstoffsuspension gelangt so weitestgehend nur Wasser in den Innenraum der Filterscheiben und damit die Hohlwelle. Die Vliesschicht wird beim Auftauchen über Schaber entfernt und zum entsprechenden Stoffauslauf geführt oder mit Wasser in den Stoffauslauf gespritzt.
Insbesondere wenn die Flüssigkeit aus einzelnen oder einer Gruppe von Filterscheiben separat in der Hohlwelle nach außen geführt werden soll, ist die Herstellung der Hohlwelle mit den darin verlaufenden Leitungen sehr aufwendig bei der Herstellung, Montage und Wartung.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher den Aufwand zumindest für die Herstellung, möglichst jedoch auch für Montage und Wartung bei derartigen Hohlwellen zu vermindern.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Hohlwelle aus mehreren Modulen besteht.
Durch die modulare Bauweise vereinfachen sich die Herstellung und Montage wesentlich. Außerdem kann so über die Auswahl der Module leichter eine Anpassung an die speziellen Bedingungen und Erfordernisse vorgenommen werden. Beispielsweise können über die Module unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten von verschiedenen Materialien ausgeglichen werden.
Die Module können auch aus unterschiedlichen Materialien, wie zum Beispiel Aluguss, Kunststoff oder Edelstahl gefertigt und angeboten werden.
Um die Austauschbarkeit der Module bei Bedarf, insbesondere bei Beschädigung oder Verschleiß zu vereinfachen, sollten zumindest zwei Module, vorzugsweise alle Module lösbar miteinander verbunden sein.
In Abhängigkeit von den speziellen Anforderungen sowie der gewünschten Struktur des Hohlwelle kann es von Vorteil sein, dass sich die Module axial über alle Filterscheiben oder aber nur über einen Teil der Filterscheiben erstrecken. Außerdem können sich die Module nur über einen Abschnitt des Umfangs der Hohlwelle erstrecken.
Falls sich die Module axial nur über einen Teil der Filterscheiben erstrecken kann es ebenso vorteilhaft sein, wenn sich die Module über den gesamten Umfang der Hohlwelle erstrecken.
Insbesondere bei relativ kurzen Hohlwellen und geringer Gewichtsbelastung kann es zur Verminderung des Aufwands von Vorteil sein, wenn die miteinander verbundenen Module selbsttragend ausgeführt sind.
Jedoch ergibt sich eine besonders hohe Stabilität, falls die Module auf einer zentralen Achse befestigt sind.
Des Weiteren können die Montage sowie die Stabilität der Hohlwelle verbessert werden, indem die Achse entsprechende Anschlusselemente besitzt. Diese Anschlusselemente können die Befestigung und Justierung einzelner aber auch einer Gruppe von Modulen erleichtern oder ermöglichen.
Insbesondere in diesem Zusammenhang aber auch unabhängig davon kann es vorteilhaft sein, wenn bereits eine Gruppe von Modulen vormontiert, d.h. miteinander verbunden wird und erst später zur Bildung der Hohlwelle mit anderen Modulen, der zentralen Achse oder den Anschlusselementen verbunden wird.
Die Verbindung der Module kann hierbei über Schweißen, vorzugsweise jedoch über Klemmen oder Verschrauben erfolgen.
Entsprechend den Anforderungen an die Anschlusselemente können diese von axial zwischen den Modulen verlaufenden und radial ausgerichteten Leitblechen und/oder von senkrecht zur Achse verlaufenden und radial ausgerichteten Leitrippen gebildet werden.
Hinsichtlich einer einfachen Herstellung der Module ist es von Vorteil, wenn diese am Außenumfang der Hohlwelle jeweils von einem perforierten Profilblech gebildet werden, wobei das Profilblech mit Vorteil an wenigstens einem Ende in ein radial nach innen abgewinkeltes Stützblech übergeht, welches sich radial innen abstützt.
Zur Fixierung der Module ist es vorteilhaft, wenn das Stützblech mit einem Stützblech eines anderen Moduls und/oder der Achse und/oder einem Anschlusselement verbunden wird.
Eine besonders einfache Konstruktion ergibt sich dabei, wenn die Module senkrecht zur Achse einen u-förmigen Querschnitt aufweisen.
Auch bei den Filterscheiben lässt sich die Herstellung und Montage vereinfachen, wenn diese vorzugsweise aus separaten Kreissektoren bestehen. Dies wiederum ermöglicht es, jedem Modul der Hohlwelle einen Kreissektor der Filterscheibe zuzuordnen, was die Konstruktion weiter vereinfacht, da die Kontaktfläche zwischen Kreissektor und Modul eben sein kann.
Die Flüssigkeit kann so über die Filterscheiben sowie eine Perforation des Profilblechs bzw. der Module in einen von den Modulen gebildeten Kanal nach außen geleitet werden.
Unabhängig von der konstruktiven Gestaltung der Module ist es von Vorteil, wenn die Module einen oder mehrere Kanäle zum Transport der abgetrennten Flüssigkeiten zu wenigstens einem Ende der Hohlwelle bilden.
Zur optimalen Nutzung des Scheibenfilters kann es des Weiteren vorteilhaft sein, wenn der Behälter geteilt ist und unterschiedliche Suspension enthält und/oder die Suspensionen der Teilabschnitte unterschiedlich stark entwässert werden sollen. Hierzu sollte zumindest ein Modul wenigstens einen Kanal besitzen, der sich nur über einen axialen Teilabschnitt der Hohlwelle erstreckt und vorzugsweise nur zu einem Ende der Hohlwelle geführt wird. Auf diese Weise können die abgetrennten Flüssigkeiten eines Teilabschnitts des Behälters gezielt abgefüht werden.
Falls der Durchsatz in einem Kanal begrenzt werden soll, so ist dies dadurch möglich, daß wenigstens ein Modul ein sich axial über den Kanal erstreckendes und vorzugsweise radial innen angeordnetes Begrenzungselement besitzt.
Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:
1: einen schematischen Querschnitt durch einen Scheibenfilter;
2: eine Teil-Draufsicht auf diesen;
3: eine Ansicht einer teilmontierten Hohlwelle und
4: eine Ansicht einer fertig montierten Hohlwelle.
Die Faserstoffsuspension 1 wird gemäß 1 über einen Einlauf 11 in den Behälter 2 des Scheibenfilters geleitet. Im Behälter 2 befindet sich eine horizontal verlaufende und rotierbar gelagerte Hohlwelle mit mehreren axial voneinander beabstandeten Filterscheiben 3.
Die Filterscheiben 3 werden dabei von jeweils zwei scheibenförmigen, wasserdurchlässigen Filterelementen gebildet, die den Innenraum der Filterscheibe 3 begrenzen.
Um das Wasser aus der Suspension 1 abziehen zu können, stehen die mit einer Unterdruckquelle verbundenen Kanäle der Hohlwelle jeweils mit dem Innenraum einer oder mehrere Filterscheiben 3 in Verbindung.
Die sich dabei an den Filterelementen bildende Vliesschicht wird nach dem Auftauchen aus der Suspension 1 in einen Stoffauslauf 12 befördert.
Hierzu befinden sich die Stoffausläufe 12 jeweils zwischen zwei benachbarten Filterscheiben 3, wie in 2 zu erkennen.
Die Filterscheiben 3 werden aus mehreren separaten, kreissektorförmigen Filterelementen aufgebaut.
Dabei ist es auch wesentlich, dass die Stoffausläufe 12 in Höhe des Suspensionspegels möglichst nahe zur Hohlwelle angeordnet sind und sich über 40 bis 60% des Radius der Filterscheiben 3 erstrecken. Die Begrenzung des Kanals zwischen Filterscheibe 3 und Stoffauslauf 12 auf einen radial möglichst weit innen liegenden Bereich verringert die axiale Belastung der Filterscheiben 3 und verbessert den Stoffaustausch im Behälter 2.
Die insbesondere in 3 und 4 im Detail dargestellten Hohlwellen bestehen aus mehreren Modulen 4, die sich axial über alle Filterscheiben 3, in Umfangsrichtung aber jeweils nur über einen Abschnitt des Umfangs der Hohlwelle erstrecken. Dies erleichtert die Herstellung und Montage erheblich.
Für eine ausreichende Stabilität sind die Module 4 auf einer zentralen Achse 5 befestigt, wobei alle Module 4 miteinander und/oder mit der Achse 5 lösbar verbunden, insbesondere verschraubt sind.
Des Weiteren besitzt die Achse 5 Anschlusselemente 6, 7, welche die Montage der Module 4 erleichtern und die Stabilität verbessern. Hierzu werden die Anschlusselemente 6, 7 gemäß 3 von axial zwischen den Modulen 4 verlaufenden und radial ausgerichteten Leitblechen 6 sowie von senkrecht zur Achse 5 verlaufenden und radial ausgerichteten Leitrippen 7 gebildet.
Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn zwischen zwei axial verlaufen Leitblechen mehrere Module 4 angeordnet sind. Dies erlaubt das Verbinden dieser Module 4 vorab und das Einsetzen der verbundenen Module 4 zwischen die Leitbleche.
Im Interesse einer einfachen Herstellung der Module 4 werden diese am Außenumfang der Hohlwelle jeweils von einem perforierten, ebenen Profilblech 8 gebildet. Jedes dieser Profilbleche 8 hat dabei jeweils Kontakt mit einem separaten Kreissektor 10 der Filterscheiben 3.
Dabei weisen die Module 4 zur Ausbildung beidseitiger Stützbleche 9 senkrecht zur Achse 5 einen etwa U-förmigen Querschnitt auf. Die ausgehend vom Profilblech 9 radial nach innen abgewinkelten Stützbleche 9 dienen der Abstützung auf der Achse 5 sowie der Verbindung mit einem Stützblech 9 eines benachbarten Moduls 4 und/oder der Achse 5 und/oder einem Anschlusselement 6, 7.
Die über die Filterelemente der Kreissektoren 10 aufgenommene Flüssigkeit wird so über die Perforation der Profilbleche 8 in das Innere der Module 4 geleitet. Die Module 4 wiederum sind als axial verlaufende Kanäle ausgebildet, welche die Flüssigkeit aus der Hohlwelle abführen. Über die gezielte Anordnung der Perforation kann die Flüssigkeit bestimmter Kreissektoren 10 und/oder Filterscheiben 3 separat über bestimmte Module 4 nach außen geleitet werden. Diese Trennung kann von Vorteil sein, wenn die aufgefangenen Flüssigkeiten unterschiedliche Qualitäten aufweisen.
Die Module 4 können jedoch auch eine senkrecht zur Achse 5 verlaufende Trennwand besitzen, so daß die abgetrennten Flüssigkeiten ausschließlich zu einem bestimmten Ende der Hohlwelle geführt werden.
Soll der Durchsatz in einem Kanal begrenzt werden, so ist dies, wie in 4 zu erkennen, über ein Begrenzungselement 13 möglich. Das Begrenzungselement 13 erstreckt sich axial entlang des Kanals und ist radial innen im Kanal angeordnet. Auf diese Weise läßt sich der Strömungsquerschnitt im Kanal variabel gestalten, insbesondere dann, wenn die Begrenzungselemente 13 austauschbar sind.

Claims

Scheibenfilter-Hohlwelle für einen Scheibenfilter zur Abtrennung von Flüssigkeiten aus einer Suspension (1), insbesondere einer Faserstoffsuspension, mit einem Behälter (2) zur Aufnahme der Suspension (1), in dem sich die Hohlwelle horizontal erstreckt und rotierbar gelagert ist, wobei mehrere axial voneinander beabstandete Filterscheiben (3) senkrecht auf der Hohlwelle befestigt sind und der Innenraum der Filterscheiben (3) mit dem Innenraum der Hohlwelle in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle aus mehreren Modulen (4) besteht.
Scheibenfilter-Hohlwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Module (4), vorzugsweise alle Module (4) lösbar miteinander verbunden sind.
Scheibenfilter-Hohlwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Module (4) axial über alle Filterscheiben (3) erstrecken.
Scheibenfilter-Hohlwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Module (4) axial nur über einen Teil der Filterscheiben (3) erstrecken.
Scheibenfilter-Hohlwelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Module (4) über den gesamten Umfang der Hohlwelle erstrecken.
Scheibenfilter-Hohlwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Module (4) nur über einen Abschnitt des Umfangs der Hohlwelle erstrecken.
Scheibenfilter-Hohlwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander verbundenen Module (4) selbsttragend ausgeführt sind.
Scheibenfilter-Hohlwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (4) auf einer zentralen Achse (5) befestigt sind.
Scheibenfilter-Hohlwelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (5) Anschlusselemente (6, 7) besitzt, die die Montage der Module (4) erleichtern und/oder die Stabilität der Module (4) verbessern.
Scheibenfilter-Hohlwelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusselemente (6) von axial zwischen den Modulen (4) verlaufenden und radial ausgerichteten Leitblechen gebildet werden.
Scheibenfilter-Hohlwelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusselemente (7) von senkrecht zur Achse (5) verlaufenden und radial ausgerichteten Leitrippen gebildet werden.
Scheibenfilter-Hohlwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (4) am Außenumfang der Hohlwelle jeweils von einem perforierten Profilblech (8) begrenzt werden.
Scheibenfilter-Hohlwelle nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilblech (8) an wenigstens einem Ende in ein radial nach innen abgewinkeltes Stützblech (9) übergeht, welches sich radial innen abstützt.
Scheibenfilter-Hohlwelle nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützblech (9) mit einem Stützblech (9) eines anderen Moduls (4) und/oder der Achse (5) und/oder einem Anschlusselement (6, 7) verbunden ist.
Scheibenfilter-Hohlwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (4) senkrecht zur Achse (5) einen u-förmigen Querschnitt aufweisen.
Scheibenfilter-Hohlwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (4) einen oder mehrere Kanäle zum Transport der abgetrennten Flüssigkeiten zu wenigstens einem Ende der Hohlwelle bilden.
Scheibenfilter-Hohlwelle nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Modul (4) wenigstens einen Kanal besitzt, der sich nur über einen axialen Teilabschnitt der Hohlwelle erstreckt und vorzugsweise nur zu einem Ende der Hohlwelle geführt wird.
Scheibenfilter nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Modul (4) ein sich axial über den Kanal erstreckendes und vorzugsweise radial innen angeordnetes Begrenzungselement (13) besitzt.
Scheibenfilter-Hohlwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterscheiben (3), vorzugsweise aus separaten Kreissektoren (10) bestehen.