DE202015000656U1

DE202015000656U1 - Scheibenfilter

Info

Publication number: DE202015000656U1
Application number: DE201520000656
Authority: DE
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2015-01-29
Filing date: 2015-01-29
Publication date: 2015-02-12
Anticipated expiration: 2025-01-30
Also published as: CN205435149U

Abstract

Filtersektor (1) einer um eine Hohlwelle (2) rotierenden Filterscheibe (3) eines Scheibenfilters zur Abtrennung von Flüssigkeiten aus einer Suspension (4), insbesondere einer Faserstoffsuspension, bestehend aus einer ersten und einer gegenüberliegenden zweiten, perforierten und gewellten Filterplatte (5), welche in einem Filterrahmen (6) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterrahmen (6) am zur Hohlwelle (2) weisenden Ende ein Fußteil (7) besitzt und sich die Wellen der Filterplatten (5) im Fußteil (7) zur Hohlwelle (2) hin über einen Bereich von mindestens 20 mm fortsetzen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Filtersektor einer um eine Hohlwelle rotierenden Filterscheibe eines Scheibenfilters zur Abtrennung von Flüssigkeiten aus einer Suspension, insbesondere einer Faserstoffsuspension, bestehend aus einer ersten und einer gegenüberliegenden zweiten, perforierten und gewellten Filterplatte, welche in einem Filterrahmen befestigt sind.
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.
Die Filterscheiben bestehen zur Minimierung des Herstellungs- und Montageaufwandes aus mehreren Filtersektoren, die auf der Hohlwelle befestigt sind.
Insbesondere bei hohen Stoffdichten unterliegen die Filterscheiben einer großen Belastung.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher die Filterscheiben möglichst funktionssicher und stabil zu gestalten.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Filterrahmen am zur Hohlwelle weisenden Ende ein Fußteil besitzt und sich die Wellen der Filterplatten im Fußteil zur Hohlwelle hin über einen Bereich von mindestens 20 mm fortsetzen.
Das relativ weite Hineinreichen der Filterplatten in das Fußteil erleichtert die Schaffung einer dichten Verbindung zwischen dem, von den beiden Filterplatten gebildeten Innenraum über das Fußteil mit der Hohlwelle. Neben einer sehr stabilen Befestigung der Filterplatte am Fußteil erhöht dies auch die Stabilität der Filterplatten selbst.
Daher ist es vorteilhaft, wenn sich die Wellen der Filterplatten im Fußteil zur Hohlwelle hin über einen Bereich von mindestens 50 mm fortsetzen.
Um die Ausdehnung des hinsichtlich der Entwässerungsfunktion in der Regel inaktiven Fußteils zu begrenzen, sollten sich die Wellen der Filterplatten im Fußteil zur Hohlwelle hin jedoch nur über einen Bereich von höchstens 200 mm, vorzugsweise maximal 100 mm fortsetzen.
Im Hinblick auf die Gestaltung und Anordnung der Filterplatten ist es von Vorteil, wenn die Berge und Täler der Wellen beider Filterplatten parallel und maximal 30° zur Radialen geneigt verlaufen. Auf diese Weise bilden die Berge beider Filterplatten im Innenraum die Kanäle zur Weiterführung der in den Innenraum zwischen den Filterplatten über die Perforation eingedrungenen Flüssigkeit. Die radiale Ausrichtung der Wellen begünstigt den Transport zur Hohlwelle und das Abschlagen der Filtermatte.
Im Allgemeinen stehen die gegenüberliegenden Täler beider Filterplatten dabei in direktem Kontakt miteinander. Allerdings wurde erkannt, dass sich für die Funktion der Filterscheibe und den Weitertransport der in den Innenraum eingedrungenen Flüssigkeit keine wesentliche Beeinträchtigung ergibt, wenn der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Tälern beider Filterplatten zwischen 0 und maximal 7 mm liegt.
Diese Toleranz beim Abstand erlaubt den Einsatz leichter und flexibler Filterplatten, was durch die stabile Befestigung im Fußteil noch unterstützt wird.
Zur Bildung ausreichend großer Kanäle zum Flüssigkeitstransport im Innenraum der Filtersektoren genügt es, wenn der Höhenunterschied zwischen den Bergen und Tälern einer Filterplatte zwischen 5 und 10 mm liegt. Des Weiteren hat es sich erwiesen, dass bei den üblichen Scheibenfiltern jede Filterplatte zwischen 15 und 30, vorzugsweise zwischen 22 und 26 Berge und Täler aufweisen sollte.
Im Interesse einer sicheren Funktion und möglichst stabiler Filtersektoren sollte der Filterrahmen beide Filterplatten gemeinsam, allseitig und abdichtend umschließen.
Um die Stabilität des Fußteils selbst zu erhöhen, ist es vorteilhaft, wenn das Fußteil auf zumindest einer, vorzugsweise beiden Seiten längliche Erhebungen und/oder Vertiefungen aufweist, die sich mit einen Winkel zwischen 60 und 120°, vorzugsweise etwa rechtwinklig zur Radialen erstrecken.
Außerdem kann ein Stoffaustausch im Scheibenfilter durch die Filterscheiben dadurch ermöglicht werden, dass der Filterrahmen im Bereich der Filterplatten entlang der Radialen verläuft und im Bereich des Fußteils mit dieser Radialen einen Freiraum bildet. Über diese Freiräume wird so ein Stoffausgleich parallel zur Hohlwelle möglich, was durch entsprechende Zusatzelemente wie Barrieren, Schaufeln o. ä. noch unterstützt werden kann.
Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:
1: einen schematischen Querschnitt durch einen Scheibenfilter;
2: eine Teildraufsicht auf den Scheibenfilter;
3: einen Teilquerschnitt durch einen Filtersektor 1;
4: eine Seitenansicht des Filtersektors 1;
5: eine Teilansicht gemäß 4 und
6: eine Teilansicht des Fußteils 7 des Filtersektors 1.
Die Faserstoffsuspension 4 wird dabei gemäß 1 und 2 über einen Einlauf 13 in den Behälter 14 des Scheibenfilters geleitet. Im Behälter 14 befindet sich eine horizontal verlaufende und rotierbar gelagerte Hohlwelle 2 mit mehreren axial voneinander beabstandeten Filterscheiben 3.
Die Filterscheiben 3 sind dabei aus mehreren kreissektorförmigen Filtersektoren 1 zusammengesetzt. Die Filtersektoren 1 selbst werden von jeweils zwei gegenüberliegenden, perforierten und gewellten Filterplatten 5 gebildet, die den Innenraum des Filtersektors 1 begrenzen.
Um das Wasser aus der Suspension 4 abziehen zu können, steht die mit einer Unterdruckquelle verbundene Hohlwelle 2 mit dem Innenraum der Filterscheiben 3 bzw. ihrer Filtersektoren 1 in Verbindung. Die sich dabei an den Filterelementen bildende Vliesschicht wird nach dem Auftauchen aus der Suspension 4 in den Stoffauslauf 15 befördert.
Hierzu befinden sich die Stoffausläufe 15 jeweils zwischen zwei benachbarten Filterscheiben 3.
Zur Stabilisierung aber auch zur Abdichtung des Innenraums des Filtersektors 1 sind beide Filterplatten 5 des jeweiligen Filtersektors 1 gemeinsam an einem Filterrahmen 6 befestigt. Hierzu umschließt der Filterrahmen 6, wie in 3 zu erkennen, beide Filterplatten 5 gemeinsam, allseitig und abdichtend.
Dieser Filterrahmen 6 besitzt am zur Hohlwelle 2 weisenden Ende ein Fußteil 7, welches einerseits die Flüssigkeit aus dem Innenraum des Filtersektors 1 zur Hohlwelle 2 weiterleitet und andererseits eine stabile Befestigung des Filtersektors 1 an der Hohlwelle 2 erlaubt.
Zur Schaffung einer großen und stabilen Kontaktfläche mit der Hohlwelle 2 hat das Fußteils 7 bei 6 ein Verbindungselement 16 mit ebener Kontaktfläche.
Die Berge 11 und Täler 12 der Wellen der Filterplatten 5 verlaufen entsprechend 3 parallel und wie in den 4 und 5 dargestellt maximal 30° zur Radialen 8 der Filterscheibe 3 geneigt. Zur Bildung von Transportkanälen 17 im Innenraum des entsprechenden Filtersektors 1 liegen sich die Täler 12 und Berge 11 der beiden Filterplatten 5 gegenüber. Dabei wird ein Abstand zwischen den gegenüberliegenden Tälern 12 beider Filterplatten 5 bis maximal 7 mm toleriert. Sollte dieser Abstand zu groß sein, so muss durch eine entsprechend stabilere Gestaltung der Filterplatten 5 entgegengewirkt werden.
Bezüglich der Stabilität des Filtersektors 1 und Transportkapazität der Transportkanäle 17 ist es bei den meisten Anwendungen zur Entwässerung von Faserstoffsuspensionen optimal, wenn der Höhenunterschied zwischen den Bergen 11 und Tälern 12 einer Filterplatte 5 zwischen 5 und 10 mm liegt und jede Filterplatte 5 zwischen 22 und 26 Berge 11 und Täler 12 aufweist.
Um eine stabile und dichte Verbindung zwischen den gewellten Filterplatten 5 und dem entsprechenden Fußteil 7 zu ermöglichen, setzen sich die Wellen der Filterplatten 5 im Fußteil 7 zur Hohlwelle 2 hin über einen Bereich zwischen 20 und maximal 100 mm fort. Dabei umschließt das Fußteil 7 die Wellen der Filterplatten 5 möglichst umfassend.
Zusätzlich wird die Stabilität des Fußteils 7 durch, auf beiden Seiten vorhandene, längliche Erhebungen 9 erhöht, die sich etwa senkrecht zur Radialen 8 erstrecken und eine Höhe zwischen 2 und 20 mm haben.
Im Bereich der Filterplatten 5 verläuft der Filterrahmen 6 entlang der Radialen 8 der Hohlwelle 2. Um den Suspensionsausgleich im Behälter 14 des Scheibenfilters parallel zur Hohlwelle 2 zu ermöglichen, bildet der Filterrahmen 6 im Bereich des Fußteils 7 jedoch mit dieser Radialen 8 einen Freiraum 10.

Claims

Filtersektor (1) einer um eine Hohlwelle (2) rotierenden Filterscheibe (3) eines Scheibenfilters zur Abtrennung von Flüssigkeiten aus einer Suspension (4), insbesondere einer Faserstoffsuspension, bestehend aus einer ersten und einer gegenüberliegenden zweiten, perforierten und gewellten Filterplatte (5), welche in einem Filterrahmen (6) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterrahmen (6) am zur Hohlwelle (2) weisenden Ende ein Fußteil (7) besitzt und sich die Wellen der Filterplatten (5) im Fußteil (7) zur Hohlwelle (2) hin über einen Bereich von mindestens 20 mm fortsetzen.
Filtersektor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Wellen der Filterplatten (5) im Fußteil (7) zur Hohlwelle (2) hin über einen Bereich von mindestens 50 mm fortsetzen.
Filtersektor (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Wellen der Filterplatten (5) im Fußteil (7) zur Hohlwelle (2) hin über einen Bereich von höchstens 200 mm, vorzugsweise maximal 100 mm fortsetzen.
Filtersektor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Berge (11) und Täler (12) der Wellen beider Filterplatten (5) parallel und maximal 30° zur Radialen (8) geneigt verlaufen.
Filtersektor (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Tälern (12) beider Filterplatten (5) zwischen 0 und maximal 7 mm liegt.
Filtersektor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Höhenunterschied zwischen den Bergen (11) und Tälern (12) einer Filterplatte (5) zwischen 5 und 10 mm liegt.
Filtersektor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterrahmen (6) beide Filterplatten (5) gemeinsam, allseitig und abdichtend umschließt.
Filtersektor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Filterplatte (5) zwischen 15 und 30, vorzugsweise zwischen 22 und 26 Berge (11) und Täler (12) aufweist.
Filtersektor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fußteil (7) auf zumindest einer, vorzugsweise beiden Seiten längliche Erhebungen (9) und/oder Vertiefungen aufweist, die mit der Radialen (8) einen Winkel zwischen 60 und 120° bilden.
Filtersektor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterrahmen (6) im Bereich der Filterplatten (5) entlang der Radialen (8) verläuft und im Bereich des Fußteils (7) mit dieser Radialen (8) einen Freiraum (10) bildet.