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Die Erfindung betrifft einen Scheibenfilters zur Abtrennung von Flüssigkeiten aus einer Suspension, insbesondere einer Faserstoffsuspension, mit einem Behälter zur Aufnahme der Suspension, einer sich horizontal im Behälter erstreckenden und rotierbar gelagerten Hohlwelle, mehreren senkrecht auf der Hohlwelle befestigten, axial voneinander beabstandeten und flüssigkeitsdurchlässigen Filterscheiben, welche jeweils aus mehreren separaten, kreissektorförmigen Filtersektoren bestehen, deren Innenraum mit der Hohlwelle über entsprechende Öffnungen in der Hohlwelle sowie in dem zur Hohlwelle weisenden Fußteil des Filtersektors in Verbindung steht, wenigstens einem Einlauf für die Suspension sowie zwischen den Filterscheiben angeordneten Stoffausläufen.
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Derartige Scheibenfilter werden zur Eindickung der Suspension und in der Papierindustrie insbesondere zur Faserstoffrückgewinnung eingesetzt.
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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.
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Die Vliesschicht Wird beim Auftauchen über Schaber entfernt und zum entsprechenden Stoffauslauf geführt oder mit Wasser in den Stoffauslauf gespritzt.
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Die Filterscheiben bestehen zur Minimierung des Herstellungs- und Montageaufwandes aus mehreren Filtersektoren, die auf der Hohlwelle befestigt sind.
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Die Qualität des über die Hohlwelle abgeführten Filtrats kann dabei schwanken, was insbesondere bei der Wiederverwendung dieses Filtrats zu Problemen, insbesondere Verstopfungen führen kann.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher die Qualität des Filtrats zu verbessern.
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Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass zwischen dem Fußteil jedes Filtersektors und der Hohlwelle zumindest ein Dichtelement mit wenigstens einer Durchströmöffnung für das vom Innenraum des Filtersektors zur Hohlwelle fließende Filtrat angeordnet ist.
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Hierdurch kann die Leckage von Faserstoff in das Filtrat sicher und mit geringem Aufwand verhindert werden.
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Alternativ oder ergänzend kann die Qualität des Filtrats auch dadurch verbessert werden, dass die Filtersektoren aus einer ersten und einer gegenüberliegenden zweiten, perforierten und vorzugsweise gewellten Filterplatte gebildet werden, wobei die maximale Weite der Perforationsöffnungen 1 mm, insbesondere 0,5 mm nicht überschreitet.
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Dabei kann der Öffnungsquerschnitt der Perforation auch an die Fasern angepasst werden und von der kreisrunden Form abweichen und beispielsweiser elliptisch oder mehreckig sein.
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Das über eine so gestaltete Perforation gewonnene Filtrat hat eine wesentlich höhere Qualität als bisher. Außerdem kann über die Wahl des Öffnungsquerschnitts ohne Beeinträchtigung der Qualität des Filtrats auch die offene Fläche der Filterplatten vergrößert werden.
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Im Hinblick auf das Dichtelement vereinfacht sich die Konstruktion, wenn die zum Dichtelement weisende Kontaktfläche des Filtersektors und/oder der Hohlwelle eben ist.
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Das Dichtelement selbst kann insbesondere dadurch von einer einfachen Dichtplatte gebildet werden und sollte dabei eine Dicke vorzugsweise zwischen 4 und 8 mm haben.
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Des Weiteren sollte das Dichtelement aus einem elastischen Material bestehen. Über die Elastizität des Dichtelements können Schwingungen der Filtersektoren aufgefangen werden.
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Im Interesse einer intensive Abdichtung ist es von Vorteil, wenn das Dichtelement auf der zur Hohlwelle und/oder zum Fußteil weisenden Kontaktseite profiliert ausgebildet ist. Dies gilt insbesondere im Zusammenhang mit der Elastizität des Dichtelementes und dessen Zusammendrücken bei der Befestigung der Filtersektoren an der Hohlwelle.
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Hierzu sollte das Dichtelement auf der zur Hohlwelle und/oder zum Fußteil weisenden Kontaktseite eine oder mehrere, vorzugsweise zwei Wülste besitzen, welche jeweils die Durchströmöffnung umschließen.
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Hinsichtlich der Wülste hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Abstand zwischen den Wülsten zwischen 2 und 6 mm und/oder die Breite der Wülste zwischen 2 und 6 mm und/oder die Höhe der Wülste zwischen 1 und 3 mm liegt.
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Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:
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1: einen schematischen Querschnitt durch einen Scheibenfilter;
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2: eine Teildraufsicht auf den Scheibenfilter;
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3: einen Teilquerschnitt durch einen Filtersektor 1;
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4: einen Abschnitt der Perforation des Filtersektors 1;
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5: eine Teilansicht eines Filtersektors 1 gemäß 1 und
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6: eine Draufsicht auf das Dichtelement 16.
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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.
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Die Filterscheiben 3 sind dabei aus mehreren kreissektorförmigen Filtersektoren 1 zusammengesetzt und haben einen Durchmesser zwischen 4 und 6,5 m. Die Filtersektoren 1 selbst werden von jeweils zwei gegenüberliegenden, perforierten und gewellten Filterplatten 5 aus Edelstahlgebildet, die den Innenraum des Filtersektors 1 begrenzen.
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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 über entsprechende Öffnungen in der Hohlwelle 2 sowie in dem zur Hohlwelle 2 weisenden Fußteil 7 des Filtersektors 1 in Verbindung.
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Die sich dabei an den Filterelementen bildende Vliesschicht wird nach dem Auftauchen aus der Suspension 4 in den Stoffauslauf 15 befördert.
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Hierzu befinden sich die Stoffausläufe 15 jeweils zwischen zwei benachbarten Filterscheiben 3.
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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.
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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.
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Um zu gewährleisten, dass möglichst kein Faserstoff über die Verbindung zwischen Filtersektor 1 und Hohlwelle 2 in das zur Hohlwelle 2 strömende Filtrat gelangt, wird zwischen dem Fußteil 7 jedes Filtersektors 1 und der Hohlwelle 2 ein Dichtelement 16 mit einer Durchströmöffnung 18 für das zur Hohlwelle 2 fließende Filtrat eingeklemmt.
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Gemäß 5 ist dabei die zum Dichtelement 16 weisende Kontaktfläche des Filtersektors 1 sowie die der Hohlwelle 2 eben, was eine einfache Gestaltung des Dichtelementes 16 erlaubt.
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Dementsprechend wird das Dichtelement 16 von einer Dichtplatte gebildet, deren Dicke zwischen 4 und 8 mm liegt.
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Das Dichtelement 16 selbst besteht aus einem elastischen Kunststoff. Bei der Befestigung der Filtersektoren 1 an der Hohlwelle 2 wird das Dichtelement 16 zusammengedrückt, was die Abdichtung steigert.
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6 zeigt hierzu neben der Durchströmöffnung 18 auch die Befestigungsöffnungen 21 für entsprechende Befestigungsschrauben, mit denen der jeweilige Filtersektor 1 an der Hohlwelle 2 befestigt wird.
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Zur Verbesserung der Abdichtung ist das Dichtelement 16 außerdem auf der zur Hohlwelle 2 und der zum Fußteil 7 weisenden Kontaktseite profiliert ausgebildet. Diese Profilierung wird hier jeweils von zwei Wülsten 19 auf der zur Hohlwelle 2 und der zum Fußteil 7 weisenden Kontaktseite gebildet.
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Beide Wülste 19 umschließen die Durchströmöffnung 18 des Dichtelementes 16 vollständig. Da die Durchströmöffnung 18 einen viereckigen Querschnitt hat, verlaufen auch die Wülste 19 in Form eines Vierecks, wobei eine Wulst 19 mit größerem Umfang um die andere kleinere Wulst 19 verläuft.
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Die Berge 11 und Täler 12 der Wellen der Filterplatten 5 verlaufen entsprechend 3 parallel und wie in 5 dargestellt maximal 30° zur Radialen 8 der Filterscheibe 3 geneigt.
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Zur Bildung von Transportkanälen 17 im Innenraum des entsprechenden Filtersektors 1 liegen sich die Täler 12 und Berge 11 der beiden Filterplatten 5 gegenüber.
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Dabei wird ein Abstand zwischen den gegenüberliegenden Tälern 12 beider Filterplatten 5 bis maximal 7 mm toleriert.
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Sollte dieser Abstand zu groß sein, so muss durch eine entsprechend stabilere Gestaltung der Filterplatten 5 entgegengewirkt werden.
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Die Qualität des über die Hohlwelle 2 abgeführten Filtrats wird nicht nur über das Dichtelement 16 verbessert, sondern auch dadurch, dass die maximale Weite der Perforationsöffnungen 20 der Filterplatten 5 0,5 mm nicht überschreitet.
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Um die Perforation der Filterplatten 5 dem Faserstoff anzupassen sowie zur Ermöglichung einer großen offenen Fläche werden die Perforationsöffnungen 20, wie in 4 dargestellt, von Rauten gebildet.
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Bezüglich der Stabilität des Filtersektors 1 und Transportkapazität der Transportkanäle 17 ist es bei den meisten Anwendungen zur Entwässerung von Faserstoffsuspensionen 4 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.
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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.
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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.
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Im Bereich der Filterplatten 5 verläuft der Filterrahmen 6 entlang der Radialen 8 der Hohlwelle 2.
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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.
