DE1442538C2 - Verfahren zur kontinuierlichen Klassierung, Filtrierung oder Fraktionierung von Suspensionen oder feststoffbeladenen Gasen unter Druck und hierzu dienende Vorrichtung - Google Patents

Description

Durch das Patent 13 03 735 ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Klassierung, Filtrierung oder Fraktionierung von Suspensionen oder feststoffbeladenen Gasen unter Druck, insbesondere von Faserstoffsuspensionen, durch Sieben und gleichzeitige Schwingbewegung von Sieb- oder Filterflächen geschützt, bei denen die Sieb- oder Filterflächen in einer sie schneidenden Ebene Vibrationsbewegungen ausgesetzt werden und ablaufseitig ein regelbarer, den hydrostatischen Druck wesentlich überschreitender Gegendruck zur Regelung der Strömungsgeschwindigkeit des Filtrats durch die Sieb- oder Filterflächen aufrechterhalten wird.

Dem Hauptpatent liegt dabei die Aufgabe zugrunde.

eine höchste Filterleistung bei geringster Raumbeanspruchung und bei guter Regelbarkeit der Durchsatzleistung und Durchsatzgeschwindigkeit zu erreichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden nach dem Hauptpatent die Sieb- oder Filterflächen in einer sich schneidenden Ebene Vibrationsbewegungen ausgesetzt und ablaufseitig ein regelbarer, den hydrostatischen Druck wesentlich überschreitender Gegendruck, zur Regelung der Strömungsgeschwindigkeit des Filtrats

ίο durch die Sieb- oder Filterflächen aufrechterhalten.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Weiterbildung und besonders vortelhafte Ausführungsform der Erfindung nach dem Hauptpatent und besteht im wesentlichen darin, daß bei einem Verfahren nach dem Hauptpatent Vibrationsbewegungen der Sieb- oder Filterflächen durch auf das zu behandelnde Medium ausgeübte Vibrationsbewegung erzeugt werden. Durch die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Ausführungsform des Verfahrens nach dem Hauptpatent wird gleichfalls eine höchste Filterleistung bei geringster Raumbeanspruchung und bei guter Regelbarkeit der Durchsatzleistung und Durchsatzgeschwindigkeit erreicht. Wesentliche Vorteile der vorliegenden Erfindung sind darüber hinaus noch eine besonders wirksame Reinhaltung der Sieb- und Filterflächen gegen Verstopfungen und eine Verbesserung der Filterleistung durch die auf das zu behandelnde Medium ausgeübte Vibrationsbewegung. Hieraus ergibt sich darüber hinaus noch eine wesentliche Verminderung der notwendigen maschinellen Antriebskraft im Vergleich zu Vorrichtungen, welche bisher beispielsweise in der Papieroder Zellstoffindustrie für ähnliche Zwecke verwendet wurden.

Im einzelnen kann das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung in der Weise durchgeführt werden, daß die Vibrationsbewegungen von der Filtratseite her auf das zu behandelnde Medium ausgeübt werden.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind fernerhin noch die verschiedensten Ausgestaltungen von Vorrichtungen zur Durchführung des ihr zugrunde liegenden Verfahrens.

Eine derartige Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Druckbehälter mit Ein- und Auslauf und daran angeordneten Sieb- und Filterflächen und einer auf diese Filterflächen wirkenden Vibrationseinrichtung, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung als ein geschlossener Druckbehälter mit daran senkrecht zur Behälterachse und parallel zueinander angeordneten ringförmigen Sieb- oder Filterscheiben und zu diesen mit Abstand auf der Filtratseite gleichgerichtet verlaufenden Schwingscheiben besteht, wobei die Schwingscheibe mit Vibrierantrieben verbunden sind und der Druckbehälter außer einem Einlauf für die zu behandelnde Feststoffsuspension je einen mit zugehörigem Gegendruckorgan versehenen Auslauf für die getrennten Produkte aufweist.

Die Siebscheiben sind vorteilhaft paarweise zu je einem an dem Einlauf angeschlossenen Ringraum miteinander verbunden.

Bei der Erfindung wird der zu behandelnde Stoff in einem vollständig geschlossenen System unter Druck behandelt und eine nach der Erfindung ausgebildete Vorrichtung kann als Drucksiebvorrichtung bezeichnet werden, die so ausgelegt ist, daß sie unter einem von einer Pumpe oder einer entsprechenden Vorrichtung erzielten inneren Überdruck (bis zu kg/cm²) arbeitet. Gegenüber offenen Systemen werden insbesondere folgende Vorteile erzielt:

a) Es können auch gasförmige Stoffe behandelt werden.

b) Luft kann sich nicht mit dem zu behandelnden Stoff vermischen. Wenn z. B. Luft enthaltende Zellulosemasse behandelt wird, würde die in die Masse vermischte Luft schädliche Schaumbildungen verursachen.

c) Die verschiedenen Anteile des behandelten Stoffes können unmittelbar durch Rohrleitungen in die folgende Behandlungsphase geleitet werden, ohne dazwischenliegende offene Behälter mit ihren Regelvorrichtungen des Flüssigkeitsniveaus und Pumpen.

d) Die Vorrichtung kann beispielsweise in das Erdgeschoß von einem Gebäude eingebaut werden und die verschiedenen Stoffanteile können aufwärts oder weite Strecken ohne besondere Pumpe geleitet werden.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert, in welcher eine Ausführungsform einer Drucksiebvorrichtung nach der Erfindung schematisch veranschaulicht ist. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt einer Drucksiebvorrichtung Il für Papiermasse entlang der Linie 1-1 in F i g. 2, und

F i g. 2 zeigt die Drucksiebvorrichtung als Längsschnitt.

Die in der Zeichnung dargestellte Drucksiebvorrichtung besteht aus einem druckfesten, zylinderförmigen Siebkasten 1, der mit einer Einlauföffnung 2 für ungesiebte Masse und einer Auslauföffnung 3 für gesiebte Masse versehen ist In dem Siebkasten sind gleichgerichtet in einem Abstand von einander senkrecht gegen die Achse des Siebkastens stehende, ringförmige Siebscheiben 4 angebracht, die mit Einschnitten oder runden Löchern versehen sind. Die Siebscheiben sind an dem Siebkasten 1 befestigt und zwischen seinem Einlauf 2 und Auslauf 3 derart angeordnet, daß diese miteinander nur über die Siebscheiben in Verbindung stehen, derart, daß Verunreinigungen und dergleichen Partikeln nicht mit der gesiebten Masse strömen können, sondern abgesiebt werden. In der dargestellten Ausführungsform sind die Siebscheiben 4 paarweise miteinander verbunden und bilden je einen ringförmigen Raum, der mit dem Einlauf 2 des Siebkastens ver- \ bunden ist.

* In dem Siebkasten sind gemäß der Erfindung fünf

feste Membranscheiben 5 derart angebracht, daß beiderseits jedes Paares von Siebscheiben 4 eine Membranscheibe 5 gleichgerichtet mit den Siebscheiben in einigem Abstand von derselben befestigt ist. Die Membranscheiben 5 sind an zwei an verschiedenen Seiten der Siebscheiben befindlichen Befestigungsbügeln 6 befestigt, derart, daß die Membranscheiben 5 und die Befestigungsbügel 6 ein starres Element bilden. Das Bügelelement wird an beiden Enden von zwei gegenüberliegenden Tragachsen 7 getragen, die ihrerseits in durch den Siebkasten 1 abgestützten Gummilagerungen 8 federnd gelagert sind und mit dem Siebkasten 1 mittels abdichtenden Druckmembranen 9 verbunden sind. Eine der Tragachsen 7 ist außerdem mit einer motorgetriebenen Vibriervorrichtung 10 verbunden, die sämtliche Tragachsen und somit die Membranscheiben in eine hin- und herverlaufende axiale Bewegung versetzt. Der Hub dieser Axialbewegung kann beispielsweise 3 bis 7 mm betragen und die Hubzahl 1000 bis 3000 Hübe in der Minute sein.

Die Vorrichtung ist weiter mit einer in der Mitte des Siebkastens 1 axial verlaufenden rohrförmigen Achse 11 versehen, die an beiden Enden rotierbar im Siebkasten 1 gelagert und mittels geeigneten Dichtungen druckdicht mit dem Siebkasten 1 verbunden ist. Auf der Rohrachse 11 sind winkelrecht auswärts stehende in entgegengesetzte Richtungen gerichtete Duschrohre 14 angeordnet Jedes Duschrohr 14 steht mit dem Inneren des Rohres 11 in Verbindung und damit auch mit einem Einlaufrohr 13.

Der Siebkasten 1 ist außerdem in seinem unteren Bereich mit einer angebrachten Ablauföffnung 15 für Ablaßmasse und einem Regelventil 16 versehen. Die Ablauföffnung 15 steht ausschließlich in Verbindung mit dem Innenraum jedes Siebscheibenpaares. An der Auslauföffnung 3 für gesiebte Masse ist ein Regelventil 17 angeordnet. An dem Oberteil des Siebkastens ist eine Auslauföffnung 18 für Luft vorgesehen mit einem Ventil 19. Bei Bedarf kann eine Wasserdusche 20 neben der Ablauföffnung 15 für Ablaßwasser angebracht sein.
Zu behandelnde Masse wird fortlaufend durch die Drucksiebvorrichtung gepumpt, und die Menge der Masse wird mittels der Ventile 16 und 17 bestimmt derart, daß in der Drucksiebvorrichtung ein fortlaufender Überdruck beibehalten wird. Während der ganzen Behandlungszeit werden die Membranscheiben 5 in Vibrierbewegung gehalten, die wechselweise Druckwellen erzeugt, welche die sich auf den Sieb- bzw. Filterflächen angesammelte und dieselben verstopfende Partikelmasse loslösen und somit diese Flächen frei halten, und eine Saugwirkung, die den Durchlauf der auf der Eingangsseite der Sieb- bzw. Filterflächen befindlichen noch nicht behandelten Suspension oder Gase durch die genannten, von den verstopfenden Partikeln während der vorhergehenden Druckwelle befreiten Flächen fördert Die rotierenden Duschrohre 14 fördern auch die Reinigung der Siebflächen und verhindern die Eindickung der Masse während des Siebens. Falls Luft mit der Masse in den Kasten eindringt, wird sie von dort beispielsweise zeitweise mittels des Ventils 19 entfernt

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann für mehrere verschiedene Zwecke Verwendung finden, weshalb der Aufbau der Vorrichtung bedeutend variieren kann in bezug auf ihre Konstruktion und Form. Die Membranscheiben können aus Gummi oder einem anderen elastischen Material an Stelle von starren Scheiben bestehen. Sie können hierbei an ihren Seiten an die Siebbzw. Filterflächen befestigt und ihre versteiften Mittelteile mit den Vibriervorrichtungen verbunden werden. Eine Membranscheibe kann auch teilweise aus der Wandung des Behälters selbst bestehen.

Die Sieb- bzw. Filterflächen sowe die Membranscheiben können hierbei zylinderförmig und koaxial zueinander angebracht sein, derart, daß im Querschnitt ringförmige axial verlaufende Strömungskanäle entstehen.

Hierbei wird eine Vibriervorrichtung verwendet, die eine ringförmige Vibrierbewegung erzeugt. In der oben beschriebenen Konstruktionsform werden zwecks Erzielung der Vibrierbewegung in dem Siebkasten angebrachte Membranscheiben verwendet. Anstatt einer derartigen Lösung ist es auch möglich, geeignete Vibriervorrichtungen beispielsweise in den Auslauf der gesiebten Masse anzubringen, welche von diesem Auslauf aus die Masse in dem Siebkasten in die erstrebte Vibrierbewegung bringen.

Es ist auch selbstverständlich, daß gleichwirkende Membranscheiben an der Einlaufseite der Sieb- bzw. Filterflächen angeordnet werden können. Die Schlaggeschwindigkeit der Membranscheiben wird von Fall

zu Fall gewählt und die Bewegung der Membranscheiben kann auch diskontinuierlich sein.

Beispiel 1

Das Abscheiden von Ästen aus einer Sulfatzellstoffsuspension erfolgte mittels Siebscheiben 4, die Löcher vom Durchmesser 6,5 mm aufwiesen. Der erfindungsgemäße Druckscheider verbraucht nur 0,21 kWh/Tonne Zellstoff, während z. B. ein »Cowan PS 500«-Druckastabscheider, bei dem im Inneren eines Siebzylinders ein mit Schaberflügeln versehener Rotor rotiert, 2,2 kWh/Tonne Zellstoff, d. h. das Zehnfache verbraucht.

IO

Beispiel 2

Für das Feinsortieren von Zellstoffsuspensionen wurde der Durchmesser der Löcher der Siebscheibe 4 mit 2,0 mm gewählt. Ein derartiger Druckscheider nach der Erfindung verbraucht 1,4 kWh/Tonne Zellstoff.

Der bisher für diese Zwecke in Gebrauch befindliche »Bird-Centriscreen/Mod. 14A«-Drucksortierer arbeitet in der Weise, daß die Verstopfung der Siebzylinder durch zwei innen angeordnete sogenannte »Hydrofoil«-Flügel · verhindert wird, und verbraucht 43 kWh/Tonne Zellstoff, d. h. dreimal soviel wie der erfindungsgemäße Druckscheider.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Klassierung, Filtrierung oder Fraktionierung von Suspensionen oder feststoffbeladenen Gasen unter Druck, insbesondere von Faserstoffsuspensionen durch Sieben und gleichzeitige Schwingbewegungen von Sieboder Filterflächen, bei denen die Sieb- oder Filterflächen in einer sie schneidenden Ebene Vibrationsbewegungen ausgesetzt werden und ablaufseitig ein regelbarer, den hydrostatischen Druck wesentlich überschreitender Gegendruck zur Regelung der Strömungsgeschwindigkeit des Filtrats durch die Sieb- oder Filterflächen aufrechterhalten wird, nach Patent 13 03 735, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsbewegungen der Sieb- oder Filterflächen durch auf das zu behandelnde Medium ausgeübte Vibrationsbewegung erzeugt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsbewegungen von der Filtratseite her auf das Medium ausgeübt werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2 mit einem Druckbehälter mit.Ein- und Auslauf und darin angeordneten Sieboder Filterflächen und einer auf diese Flächen wirkenden Vibrationseinrichtung, gekennzeichnet durch einen geschlossenen Druckbehälter (1) mit darin senkrecht zur Behälterachse und parallel zueinander angeordneten ringförmigen Sieb- oder Filterscheiben (4) und zu diesen mit Abstand auf der Filtratseite gleichgerichtet verlaufenden Schwingscheibe (5), welche mit Vibrierantrieben (7 bis 10) verbunden sind, wobei der Druckbehälter (1) außer einem Einlauf (2) für die zu behandelnde Feststoffsuspension je einen mit zugehörigem Gegendruckregelorgan (17 bzw. 19) versehenen Auslauf (3 bzw. 18) für die getrennten Produkte aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebscheiben (5) paarweise zu je einem an den Einlauf (2) angeschlossenen Ringraum miteinander verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß. die Schwingscheiben (5) als elastische Membranscheiben ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3, 4 oder 5, gekennzeichnet durch neben den Filterscheiben (4) angeordnete Sprührohre (14), die an einer rotierenden Hohlachse (11). befestigt sind und durch diese mit Wasch- oder Verdünnungsflüssigkeit gespeist werden.