DE2144102C3 - Drehtrommelfilter - Google Patents

Description

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Die Erfindung betriff! Drehtrommelfilter entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solches Drehtrommelfilter ist z. B. aus der US-PS 06 460 bekannt. Diese US-PS 33 63 774 zeigt ein ähnliches Drehtrommelfilter. Diese Drehtrommelfilter dienen z. B. zum Filtrieren einer faserige Bestandteile enthaltenden Suspension. In beiden bekannten Fällen erstrecken sich die Fillratablauföffnungen in Längsrichtung der Filtratkammern, das heißt ihre Durchlrittsflächen liegen in Verlängerung der Abdeckteile in Umfangsrichtung der Trommel.

Während des Betriebs dieser bekannten Drehtrommelfilter wird das durch das Filtermedium nach innen strömende und in die Filtratkanäle eintretende Filtral 6« durch die Abdeckteile in Flichtung des Trommelumfangs zu den Filtratkammern geleitet, die ihrerseits dazu dienen, das Filtral in Richtung der Längsachse der Trommel über ihre Austrittsenden dem Steuerventil zuzuleiten. Es hat sich gezeigt, daß während des Betriebs eines solchen Drehtrommelfilters, insbesondere wenn das Filter mit einer relativ hohen Durchsatzgeschwindigkeit arbeilet, ein Druckunterschied zwischen den Eintrittsenden der Filtratkammern an den Filtratablauföffnungen der Abdeckteile und den Austrittsöffnungen der Filtratkammern auftritt Genauer gesagt kann der Unterdruck, der auf die Eintrittsenden der Filtratkammern an den Filtratablauföffnungen einwirk:, erheblich geringer sein als der auf die Austrittsenden der Filtratkammern wirkende Unterdruck, so daß sich eine entsprechende Verringerung der Geschwindigkeit ergibt, mit der das Filtrat nahe den Eintrittsenden der Filiratkammern durch das Fikermedium strömt, so daß sich an diesen Stellen eine geringere Fasermenge auf dem Filtermedium ablagert Dieses ungleichmäßige Ablagern von Fasern auf dem Filtermedium beeinträchtigt den Wirkungsgrad des Drehtrommelfilters, und in extremen Fällen kann diese Erscheinung dazu führen, daß das Filtermedium vts.i übermäßig großen Luftmengen durchströmt wird, wodurch der wirksame Unterdruck, der während des Betriebs des Drehtrommelfilters aufgebraucht wird, auf unerwünschte Weise verringert wird. Es wird angenommen, daß das Entstehen dieses Druckunterschieds in erster Linie auf die Reibung, der die Flüssigkeiten in den Filtratkammern ausgesetzt sind, sowie darauf zurückzuführen ist. daß Energie verbraucht wird, um das Filtrat, das in die Filtratkammern in Richtung des Trommelumfangs eintritt, ohne daß hierbei eine Geschwindigkeitskomponente in Längsrichtung dei Filtratkammern vorliegt, in Richiung auf die Austrittsenden der Filtratkammern zu beschleunigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Drehtrommelfilter so weiterzubilden, daß der in den Filtratkammern zwischen deren Eintrittsende und deren Austrittsende bzw. in Richtung auf die Austrittsenden oder zum Steuerventil hin auftretende Druckunterschied möglichst gering gehalten wird.

F.rfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Drehtrommelfilter durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Da sich die Filtratablauföffnungen erfindungsgemäß im wesentlichen quer zur Längsachse der Filtratkammern erstrecken und zu den Austritlsenden der Filtratkammern hinweisen, wird das Filtrat den Filtratkammern bereits derart zugeführt, daß es eine erhebliche Geschwindigkeitskomponente in Längsrichtung der Filtratkammern aufweist, so daß hierdurch in den Filtratkammern der Druckunterschied zum Austrittsende hin klein gehalten wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein Drehtrommelfilter im Längsschnitt und teilweise in Seitenansicht;

F i g. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 in F i g. 1;

F i g. 3 ist ein vergrößerter Teilschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1;

Fig.4 ist eine vergrößerte perspektivische, teilweise weggebrochen gezeichnete Teildarstellung, die die Abdeckteile und die Filtratkammern des Drehtrommelfilters nach den Fig. 1 bis 3 bei Betrachtung von den Austritlsenden der Filtratkammern aus zeigt;

Fig.5 ist eine vergrößerte perspektivische Teildarstellung einer weiteren Ausführungsform.

Das in Fig. 1 bis 4 dargestellte Drehtrommelfilter umfaßt eine allgemein ringförmige drehbar gelagerte antreibbare Trommel 10, die teilweise in einen Behälter oder Bottich 12 eintaucht, welcher eine Aufschwemmung von Fasern enthält. Die Trommel 10 umfaßt zwei

stirnseitige Abschlußplatten oder Stirnwände 14, von denen jede mit einem Lagerzapfen 16 verbunden ist, und die Trommel ist mit Hilfe der Lagerzpafen 16 auf Lagerböcken 18 drehbar gelagert Einer dar Lagerzapfen 16 ist hohl, und in diesen hohlen Lagerzapfen ragt das obere Ende einer Absaugleitung 20 hinein, die während des Betriebs des Trommelfilters auf bekannte Weise dazu dient das Filtrat abzuziehen und in der Filtertrommel einen Unterdruck zu erzeugen.

Gemäß Fig. 1 umfaßt die Trommel 10 zwei gleichartige, auf einer gemeinsamen Achse angeordnete ringförmige Trommelhälften 22, die durch einen Ringkanal 24 getrennt sind, welcher in der Mitte zwischen den Enden der Trommel 10 angeordnet ist. Die Trommelhälften 22 sind miteinander z.B. durch Stangen 26 so verbunden, daß sie sich gemeinsam drehen können; beide Trommelhälften verjüngen sich vorzugsweise in Richtung auf den Ringkanal 24, um das Ablaufen des Filtrats in Richtung auf den Ringkanal zu erleichtern. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann eine einteilige Filtertrommel mit einem an einem Ende angeordneten entsprechenden Ringkanal verwendet werden.

Mit der äußeren Umfangsfläche jeder Trommelhälfte 22 sind mehrere nicht mit Öffnungen versehene, radial nach außen ragende Rippen 28 starr verbunden. Diese Rippen erstrecken sich allgemein parallel zur Trommelachse und im wesentlichen über die ganze Länge der betreffenden Trommelhälfte 22. Bei jeder Trommelhälfte sind die ungelochten Rippen 28 in Umfangsabstänien so verteilt, daß einander in der Umfangsrichtung benachbarte Rippen die einander gegenüberliegenden Seitenwände von Filtratskammem 30 bilden, welche sich im wesentlichen über die ganze Länge der betreffenden Trommelhälfte auf ihrer Außenseite parallel zur Trommelhälfte erstrecken. Zwischen je zwei einander in der Umfangsrichtung benachbarten ungelochten Rippen 28 sind zwei weitere Rippen 32 und 34 angeordnet, die mit Öffnungen 36 bzw. 37 versehen sind, welche die auf entgegengesetzten Seiten der Rippen 32 und 34 liegenden Teile der betreffenden Filtratkammer 30 miteinander verbinden. Jede Filtratkammer 30 ist an einem Ende durch eine der Stirnwände 14 und an ihrem inneren Umfang durch die äußere Umfangsfläche der zugehörigen Trommelhälfte 22 abgeschlossen. Ferner weist jede Filtratkammer ein Austrittsende 30a (F i g. 4) auf, und diese einander in der Umfar.gsrichtung benachbarten Austrittsenden stehen in Verbindung mit dem Rinkanal 24 zwischen den Trommelhälften 22.

Gemäß Fig. 2 ist in dem Ringkanal 24 eine ortsfeste bzw. nicht drehbare, insgesamt mit 38 bezeichnete Ventilbaugruppe angeordnet. Diese Ventilbaugruppe ist so ausgebildet daß sie es zwar ermöglicht, einen Unterdruck bzw. ein Vakuum auf die Filtratkammern 30 über deren Austrittsenden 30a während des größten Teiles einer Umdrehung der Trommel wirken zu lassen; jedoch verhindert die Ventilbaugruppe das Aufbringen eines Unterdrucks auf die Filtratkammern gemäß F i g. 2 etwa zwischen der Ein-Uhr-Stpl'ung und der Vier-Uhr-Stellung. Gemäß Fig.2 v, :J u.e Ventilbaugruppe 38 durch außerhalb der Trommel 10 angeordnete Haltemittel festgehalten, so daß sie sich nicht drehen kann, doch könnte die Ventilbaugruppe alternativ auch auf beliebige andere bekannte Weise festgehalten sein, z. B. durch im Inneren der Trommel angeordnete Haltemittel. Im Gegensatz zu der dargestellten Ventilbaugruppe 38 könnte das Filter gegebenenfalls mit einem Ventil ausserüstet sein. Aas an einem Ende der Trommel angeordnet und mit den Austrittsenden 30a der Filtratkammern 30 durch mehrere getrennte Rohre verbunden ist

Die in F i g. 2 dargestellte Venuibaugruppe 38 umfaßi eine kreisbogenförmig gekrümmte äußere Wand 40, welche die Trommel 10 umschließt und längs des Kreisbogens von etwa 270° etwa zwischen der Vier-Uhr-Stellung und der Ein-Uhr-Stellung nach Fig.2 damit zusammenhängende Seitenwände 42 (Fig. 1) aufweist, die mit Öffnungen 44 versehen sind, welche mit den Austrittsenden 30a der Filtratkammern 30 jeder Trommelhälfte 22 in Verbindung stehen. Die innere Umfangsfläche der Ventilbaugruppe 38 ist über den erwähnten Winkelbereich von etwa 270° offen, und die Trommel 10 ist mit durch einen Abstand getrennten Scheiben oder Stirnwänden 43 und 45 versehen, die die beiden einander gegenüberliegenden Seitenwände eines Strömungskanals 46 bilden, welcher mit dem offenen inneren Rand der Ventilbaugruppe 38 über die ganze Bogenlänge des Winkelbereichs von 270° in Verbindung steht. Der Strömungskanal 46 ist seinerseits durch den Kanal 48, welcher durch den hohlen Lagerzapfen 16 gebildet ist, mit der Absaugleitung 20 verbunden, so daß die Absaugleitung mit der sich über den Winkelbereich von 270^ erstreckenden Ventilbaugruppe 38 in Verbindung steht.

Die Ventilbaugruppe 38 ist etwa zwischen der erwähnten Ein-Uhr-Stellung und der Vier-Uhr-Stellung längs ihres inneren Umfangs durch eine kreisbogenförmig gekrümmte Wand abgeschlossen, welche eine Verbindung zwischen den Filtratkammern 30 und der Absaugleitung 20 verhindert. Außerdem ist die Ventilbaugruppe 38 über den zuletzt erwähnten Winkelbereich an ihren Enden durch sich in der Querrichtung erstreckende, nicht dargestellte Wände abgeschlossen und auf ihren entgegengesetzten Seiten mit Stirnwänden 50 . ersehen, von denen eine in F i g. 2 zu erkennen ist. jede dieser Stirnwände 50 ist mit einer langgestreckten durchgehenden Öffnung 52 versehen; die äußere Wand 40 weist auf bekannte Weise nicht dargestellte Öffnungen auf, die es der Luft, die jeweils in den in die Aufschwemmung eintauchenden Filtratkammern 30 enthalten ist, ermöglichen, über die langgetreckten öffnungen 52 und die erwähnten Öffnungen in der Wand 40 zur Atmosphäre zu entweichen.

Mehrere Abdeckteile 54 sind mit den radial nach außen gerichteten Längskanten der Rippen 28, 32 und 34 starr verbunden und so angeordnet, daß sie sich allgemein parallel zur Trommelachse und in der Umfangsrichtung der Trommel 10 erstrecken, wobei sie gegenüber der äußeren Umfangsfläche der Trommel radial nach außen versetzt sind, um die Filtratkammern 30 an ihren äußeren Umfang abzugrenzen. Die Abdeckteile 54 jeder Trommelhälfte 22 haben in der Richtung des Umfangs der Trommel 10 jeweils eine solche Abmessung, daß sie das Entstehen eines Filtratstroms von erheblicher Größe zu den darunterliegenden Filtratkammern 30 zwischen einander in der Umfangsrichtung benachbarten Abdeckteilen 54 verhindern, und jedes Abdeckteil 54 erstreckt sich parallel zur Trommelachse über die ganze Länge der zugehörigen Trommelhälfte 22. Jedes Abdeckteil 54 umfaßt einen hinteren und einen vorderen sich in der Längsrichtung erstreckenden Randabschnitt 54a bzw. 540; mit anderen Worten, diese Randabschnitte erstrecken sich allgemein parallel zur Längsachse der Trommel 10, und gemäß Fig.3 und 4 ist der vordere Randabschnitt 54i> von der Trommel 10 weg nach

außen, z. B. unter einem Winkel von 90°, umgebogen.

Auf der Außenseite jedes Abdeckteils 54 können Unterteilungsleisten 56 vorgesehen sein, die sich allgemein in der Umfangsrichtung der Trommel 10 erstrecken und durch Abstände getrennt sind, so daß sie Filtratkanäle 60 (F i g. 3) abgrenzen, die sich auf ähnliche Weise allgemein in der Umfangsrichtung der Trommel 10 erstrecken. Die Leisten 56 können gegebenenfalls jeweils mit einem Rand in nicht dargestellte Nuten eingebaut sein, welche in den nach außen vorspringenden Randabschnitten 540 der Abdeckteile 54 ausgebildet sind. Um jede Trommelhälfte 22 ist ein durchlässiges Filtermedium 58 in Form eines Flachmaterialstücks herumgelegt, und dieses Filtermedium ist bei jeder Trommelhälfte z. B. an den äußeren Rändern der Unterteilungsleisten 56 und der nach außen vorspringenden Randabschnitte 54£> der Abdeckteile 54 befestigt.

Der Randabschnitt 54a jedes Abdeckteils 54, d. h. der hintere Randabschnitt, ist gemäß F i g. 4 an über seine Länge in Abständen verteilten Stellen mit auf einer gemeinsamen Linie liegenden Filtratablauföffnungen 62 versehen, welche den sich über die Außenseite des Abdeckteils 54 erstreckenden Filtratkanal 60 mit einer weiter innen liegenden Filtratkammer 30 verbinden, um das Filtrat aus dem betreffenden Filtratkanal 60 zu der zugehörigen Filtratkammer zu leiten. Die Filtratablauföffnungen 62 sind jeweils so ausgebildet, daß sie sich allgemein quer zu der damit verbundenen Filtratkammer 30 erstrecken, so daß sie das Filtrat an die Filtratkammer 30 in einer Richtung abgeben, die mindestens allgemein zum Austrittsende 30a der Filtralkammer hin verläuft. Auf diese Weise wird dem ablaufenden Filtrat eine erhebliche Geschwindigkeitskomponente in Richtung der Längsachse der Filtratkammer 30 und in Richtung auf ihr Austrittsende 30a verliehen.

Gemäß F i g. 4 ist der hintere Randabschnitt 54a jedes Abdeckteils 54 über seine ganze Länge mit in Abständen verteilten Abschnitten 64 versehen, die radial nach innen in Richtung auf die darunterliegende Filtratkammer 30 versetzt sind, und die Filtratablauföffnungen 62 sind jeweils an dem freien Ende des betreffenden Abschnitts 64 angeordnet, das dem Austrittsende 30a der damit in Verbindung stehenden Filtratkammer 30 am nächsten benachbart ist. Somit haben alle Filtratablauföffnungen 62 jedes Abdeckteils 54 mit Ausnahme der ersten dem Austrittsende benachbarten Filtratablauföffnung allgemein die Form von Schlitzen. Die radial nach innen versetzen Abschnitte 64 sind in Richtung auf die zugehörige Filtratablauföffnungen 62 nach innen geneigt und können durch Umbiegen eingestellt werden, um die Durchsatzmenge zu variieren; diese Möglichkeit des Einstellens der nach innen versetzten Abschnitte 64 ist in F i g. 3 bei einem dieser Abschnitte mit gestrichelten Linien angedeutet.

Wie in Fig.5 gezeigt, können sich die nach innen versetzten Abschnitte 64 gegebenenfalls in Richtung auf die zugehörigen Filtratablauföffnungen 62 allmählich verbreitern.

Beim Betrieb des beschriebenen Drehtrommelfilters wird die Trommel 10 gemäß Fig.2 im Uhrzeigersinn gedreht, so daß die Filtratkammern 30 nacheinander in die Aufschwemmung in dem Behälter 12 eintauchen, damit sich auf dem Filtermedium 58 ein Filterkuchen bilden kann, woraufhin die Filtratkammern 30 nacheinander wieder aus der Aufschwemmung auftauchen, so daß der Filterkuchen getrocknet und von dem Filtermedium 58 durch nicht dargestellte Abstreifermittel abgehoben werden kann, die allgemein nahe der in F i g. 2 gezeigten Walze 66 angeordnet ist. Während des anfänglichen Eintauchens der Filtratkammern 30 in die Aufschwemmung baut sich auf dem Filtermedium 58 ein Filterkuchen ohne Zuhilfenahme des Unterdrucks auf, wobei jedoch die in den in die Aufschwemmung eintauchenden Filtratkammern 30 enthaltene Luft zur Atmosphäre entweichen kann. Unterhalb der unteren Enden der Wände 50 wird auf die Filtratkammern 30 über ihre Austrittsenden 30a ein Unterdruck aufgebracht, und infolgedessen sammelt sich auf dem Filtermedium 58 weiteres Filterkuchenmaterial.

Der Unterdruck wird auf die Filtratkammern 30 über ihre offenen Austrittsenden 30a weiterhin aufgebracht, während die Kammern eine Drehbewegung oberhalb der Oberfläche der Aufschwemmung ausführen, so daß der sich auf dem Filtermedium 58 ansammelnde Filterkuchen getrocknet wird. Das Aufbringen des Unterdrucks auf die Filtratkammern 30 wird unterbrochen, sobald die Kammern das obere Ende der Wand 50 erreichen, wo der getrocknete Filterkuchen von dem Filtermedium abgehoben wird, woraufhin die betreffende Kammer erneut zum Durchführen eines Filtriervorgangs benutzt wird.
Während des gesamten Hindurchströmens des Filtrats durch die Filtratkammern 30, das auf die Wirkung des Unterdrucks zurückzuführen ist, strömt das Filtrat, wie in Fig.4 durch Pfeile schematisch angedeutet. Genauer gesagt strömt das Filtrat durch das Filtermedium 58 hindurch nach innen zu den äußeren Umfangsflächen der Abdeckteile 54 und in der Umfangsrichtung über die Abdeckteile hinweg zu den vertieften oder nach innen versetzten Abschnitten 64 der Ränder 54a. Die vertieften Abschnitte 64 leiten das Filtrat zu den Filtratablauföffnungen 62, die das Filtrat allgemein in Richtung auf die Austrittsenden 30a an die Filtratkammern 30 abgeben. Somit wird das Filtrat durch die Filtratablauföffnungen 62 mit einer erheblichen Geschwindigkeitskomponente in Richtung der Längsachse der Filtratkammern 30 und in Richtung auf deren Austrittsenden 30a geleitet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Drehtrommelfilter mit mehreren auf der Außenseite seiner Trommel in Urnfangsrichiung nebeneinander angeordneten, sich in Trommellängsrichtung erstreckenden Filtratkammern, die an ihrer Außenseite durch Abdeckteile begrenzt sind, und mit einem in Umfangsrichtung über die Abdeckteile gelegten Filtermedium, das zwischen sich und den Abdeckteilen in Umfangsrichtung verlaufende FiI-tratkanäle begrenzt, wobei die Abdeckteile nachlaufseitig mit Filtratablauföffnungen versehen sind, die die Filtratkanäle mit den Filtratkammern verbinden, wobei die Filtratkammern über ihre Austrittsenden mit einem Steuerventil in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Filtratablauföffnungen (62) im wesentlichen quer zur Längsachse der Filtratkammern (30) erstrecken, den Ablauföffnungen (62) benachbarte Abschnitte (64) der Abdeckteile (54) vertieft bzw. radial nach innen versetzt sind und die Ablauföffnungen (62) an denjenigen Enden der vertieften Abschnitte (64) angeordnet sind, die zu den Austrittsenden (3OaJhinweisen.

2. Drehtrommelfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Abdeckleil (54) mit mehreren Filtraiablauföffnungen (62) versehen ist.

3. Drehtrommelfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtratablauföffnungen (62) jedes Abdeckteils (54) in Richtung der Achse der Trommel (10) hintereinander angeordnet sind.

4. Drehtrommelfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die vertieften Abschnitte (64) in Richtung auf die zugehörigen Filtraiablauföffnungen (62) verbreitern (Fig. 5).

5. Drehtrommelfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsquerschnitt der Filtratablauföffnungen (62) durch Umbiegen der vertieften Abschnitte (64) einstellbar ist.