DE2204706A1

DE2204706A1 - Siebfilter in Behältern zur Behandlung von Cellulosebrei

Info

Publication number: DE2204706A1
Application number: DE19722204706
Authority: DE
Inventors: Rolf Jomar Karlstad Johansen (Schweden). P
Original assignee: Kamyr AB
Current assignee: Metso Fiber Karlstad AB
Priority date: 1971-02-02
Filing date: 1972-02-01
Publication date: 1972-08-17
Also published as: ZA72585B; DE2204706C3; FI53726B; FR2125016A5; US3760948A; BR7200560D0; FI53726C; DE2204706B2; CA1012899A; SE342270B

Description

DIPL.-ING. KLAUS BEHN DIPL.-PHYS. ROBERT MÜNZHUBER

PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 22 Wl DENMAYERSTRASSE 6 TEL. (0811) 22 25 30-29 5192

1. Februar 1972 A 1572 Ml/ib

Firma KAMYR AKTIEBOLAG, Verkstadsgatan, Karlstad, Schweden

Siebfilter in Behältern zur Behandlung von Cellulose-

brei

Die Erfindung betrifft ein Siebfilter, das in Behältern zur Behandlung faserförmigen Materials, insbesondere von Cellulosebrei , verwendet wird, wobei in dem Behälter ein axialer Fluß des in einer Flüssigkeit enthaltenen Fasermateria]s aufrechterhalten wird. Diese Vorrichtung besteht aus einem Satz von konzentrischen! Siebfilterkörpern, die in derselben Höhe im Behälter angebracht sind und im wesentlichen vertikal gerichtete, zylindrische Siebflächen zum Abziehen von Flüssigkeit aus dem Brei besitzen wie auch Auslaßöffnungen für die Verteilung einer Flüssigkeit in den Brei, welche im Brei in

209834/0808

Bankhaus Merck. Finck & Co, München, Nr. 25 464 I Bankhaus H. Aufhäuser, München, Nr. 261 300 Postscheck: München 209 Telegrammadresse: Patentsenior

etwa in derselben Höhe wie die Siebflächen angebracht sind und sich auf kreisförmigen Bahnen konzentrisch zu den Siebflächen bewegen können.

Bei derartigen Vorrichtungen kann ein Querfluß von Flüssigkeit durch den den Behälter axial durchströmenden Brei aufrechterhalten werden. Aufgabe eines derartigen Querflusses ist es z.B., die Flüssigkeit, in der die CeI-lulosefasern aufgeschwemmt enthalten sind, durch eine andere Flüssigkeit zu ersetzen, z.B. ein Lösungsmittel oder sonst eine Behandlungsflüssigkeit durch eine Waschflüssigkeit wie Wasser zu ersetzen, das heißt den Brei zu waschen, oder eine zunächst verwendete Aufschwemmflüssigkeit durch eine Behandlungsflüssigkeit oder eine stärkere Behandlungsflüssigkeit zu ersetzen, um beispielsweise den Brei damit zu durchtränken.

In bekannten Ausführungsformen derartiger Vorrichtungen sind diese FlUssigkeitsauslässe, die in dem Zwischenraum zwischen zwei Siebkörpern angebracht sind und dort die Flüssigkeit in entgegengesetzten Richtungen abgeben, nämlich in Richtung auf die Siebfläche, die sich auf einem größeren Radius befindet, und auch in Richtung auf die Siebfläche, die sich auf einem kleineren Radius befindet als die Aus-

- 3 -209834/0808

laßöffnung, untergebracht. Es hat sich jedoch als sehr schwierig erwiesen, die zu verteilende Flüssigkeit in den beiden Richtungen im richtigen Verhältnis zu verteilen, da die Flüssigkeit im allgemeinen leichter in Radialrichtung nach außen fließt auf die größere Siebfilterfläche zu. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, wurde versucht, die Auslaßöffnung etwas näher an die radial einwärts gelegene Fläche heranzulegen, doch hat dieser Lösungsversuch nicht den gewünschten zufriedenstellenden Erfolg gebracht.

Erfindungsgemäß wird die aufgetretene Schwierigkeit dadurch beseitigt, daß die bewegbar zwischen zwei Siebfilterkörpern untergebrachte Flüssigkeitsauslaßöffnung nahe an einem undurchlässigen zylindrischen Schirm verlegt wird, der mit den Siebfilterkörpern starr verbunden ist, wodurch die aus dem Auslaß ausgestoßene Flüssigkeit nur in Richtung auf einen der beiden Siebfilterkörper verbreitet wird.

Die Erfindung soll nun in Verbindung mit zwei in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen nochmals erläutert werden. Es zeigen:

209834/0808

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel; und

Fig. 2 einen gleichen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel nach der Erfindung.

In Fig. 1 ist mit 11 die Außenhaut aus Stahlblech oder Beton eines aufrecht stehenden zylindrischen Behälters bezeichnet, der vorzugsweise für die Behandlung eines Breis vorgesehen ist, der aus einer Suspension eines Cellulosematerials in einer Flüssigkeit besteht. Der Behälter kann zum Aufschließen von Holzchips, Stroh oder anderem feinzerkleinerten Fasermaterial oder ein Bleichturm für bereits aufgeschlossenen und zerfaserten Cellulosebrei sein, der eine mehr oder weniger große Dichte aufweist. Der Behälter kann aber auch ausschließlich für das Waschen des Breis oder zum Eindicken durch Entzug eines Teiles des Flüssigkeitgehaltes dienen. Der Behälter ist so aufgebaut, daß das Fasermaterial entweder vollständig kontinuierlich oder intermittierend in größeren oder kleineren periodisch zugeführten Stößen von unten nach oben strömt. Zu dem Zweck ist der Behälter an seinem Boden (nicht gezeigt) mit Zuführeinrichtungen ausgestattet, die für den vertikalen Aufwärtsstrom des Materials durch den Behälter sorgen. Am oberen Ende des Behälters befindet sich eine Entnahmeeinrichtung, die das aufgestiegene Material durch einen seitlichen Auslaß

- 5 209834/0808

abführt. Diese Entnahmeeinrichtung kann einen Schrapper enthalten, der sich aus schräg gestellten Platten I7 an radialen Armen I9 zusammensetzt, die an einer sich drehenden vertikalen Welle 21 befestigt sind. Diese Welle ist zentral im Behälter angeordnet und ihr oberes Ende in einem Lager 23 gehalten sowie von einem Motor 25 über ein Getriebe 27 angetrieben. Nach Belieben kann der Behälter oberseitig geschlossen sein und unter Überdruck gehalten werden.

Die Siebvorrichtung besteht zur Hauptsache aus zwei ringförmigen Siebkörpern 29 und 3"U die zueinander und zur Behälterachse konzentrisch angeordnet sind und beide in gleicher Höhe liegen. Jeder Siebkörper besteht aus zwei im wesentlichen zylindrischen Platten 37,39 und 41,43 von geringfügig unterschiedlichem Durchmesser, die ineinandergesetzt und an ihren oberen und unteren Kanten miteinander verbunden sind. Der Abstand zwischen den Platten ist im Vergleich zu ihrer axialen Ausdehnung gering und so gewählt, daß im Zwischenraum zwischen den Platten ein freies Abströmen der aus dem Brei abgezogenen Flüssigkeit möglich ist. Überdies sind mechanische Festigkeit und Steifigkeit bei .den Abmessungen noch zu berücksichtigen. In einem radialen Quer-

- 6 -209834/0808

schnitt bildet so ein Siebkörper in vertikaler Richtung eine längliche Fläche mit zugespitzten oder abgerundeten Enden, damit er dem in axialer Richtung strömenden Brei einen möglichst geringen Widerstand bietet. Die Platten 37*39*41*4;5 sind überall im wesentlichen vertikal gelegen, wobei die Platten 37*39*^3 als Siebplatten mit Perforation oder vertikal verlaufenden Siebschlitzen im wesentlichen über die gesamte Fläche versehen sind, wogegen die Platte 41 undurchlässig ist. An ihrem unteren Teil sind jedoch alle Platten vorzugsweise undurchlässig, so daß die abgezogene Flüssigkeit sich dort im unteren Teil der Hohlräume 47,49 der Siebkörper sammeln kann. Die Siebkörper sind mit radialem Abstand zur Achse des Behälters angeordnet, der so gewählt ist, daß das Abziehen der Flüssigkeit über den Behälterquersehnitt betrachtet im wesentlichen gleichförmig ist.

Die Siebkörper sind starr an horizontal und radial verlaufenden Tragarmen 44,46 befestigt, deren äußere Enden durch Schlitze 50 in der Behälterwand hindurchtreten, die ausreichend lang sind, daß die Tragarme eine gewissen Vert^kalbewegung auf und ab durchführen können. Abdeckplatten 51 an den Tragarmen überdecken die Schlitze und verringern

- 7 -209834/0808

dadurch den Austritt von Behälterinhalt. Die Tragarme sind rohrförmig, und ihr innerer Hohlraum 52 ist mit dem Hohlraum 47*4-9 der Siebkörper verbunden. Sie sind an ihren äußeren Enden mit besonderen Schlauchverbindern 54 an Kopfstücke 56 und an eine gemeinsame Abführleitung 58 angeschlossen, durch die die aus dem Brei über die Siebkörper 29,51 abgezogene Flüssigkeit abgeführt wird.

Die Siebkörper können mit Hilfe einer auf der Außenseite des Behälters angebrachten Betätigungsvorrichtung angehoben und abgesenkt werden, wobei diese Betätigungsvorrichtung auf die aus dem Behälter herausstehenden Enden der Tragarme 44,46 einwirkt. Für jeden Tragarm ist auf der Aussenseite des Behälters ein hydraulischer oder pneumatischer Zylinder 60 mit einem vertikal verstellbaren Kolben 62 angebracht, der mit einem Fitting 66 verbunden ist, der das Tragarmende umgibt. Den oberen Enden der drei Zylinder 60 wird gleichzeitig eine Druckflude zugeführt, so daß die Tragarme gleichmäßig nach unten geschoben und die SiebkÖrper axial versetzt werden. Diese Bewegung geschieht relativ rasch, damit die unteren angespitzten Kanten der Siebkörper in den Brei hineingetrieben werden. Bei einer solchen schnellen Bewegung der Siebflächen gegenüber dem Brei werden dann Fasern, die teilweise in die Siebperforation hineingesaugt

- 8 209834/0808

werden und diese zusetzen, wieder gelöst. Die Abführleitung 58 kann mit einem Ventil versehen sein, das gleichzeitig mit dieser Abwärtsbewegung der Siebkörper verschlossen wird, so daß dann auf beiden Seiten der Siebplatten kein Druckunterschied mehr besteht, wodurch die auf den Siebflächen festgehaltene Breimasse sich ablöst und fortströmen kann. Wenn die Siebbehälter in ihre tiefstmögliehe Stellung verschoben worden sind, wird die Zufuhr der Druckflude wieder unterbrochen, so daß die Kolben sich frei aufwärtsbewegen können. Durch den kontinuierlichen Aufwärtsstrom des Breis im Behälter bringt dieser die Siebkörper wegen der Reibung zwischen Brei und Siebflächen infolge des Druckunterschiedes mit sich nach oben, so daß das Ausfiltern teilweise ohne einen Schlupf zwischen Brei und Siebfilterkörpern erfolgt. Dieses langsame Anheben der Siebkörper kann natürlich auch durch ein Betätigen der hydraulischen oder pneumatischen Stelleinrichtungen unterstützt werden, wenn sich dieses als vorteilhaft herausgestellt hat.

Die Anzahl der Tragarme kann verschieden gewählt werden und nur einer oder einige brauchen hohl zu sein und der Abführung von Flüssigkeit dienen.

Die Vorrichtung zum Einsprühen der Flüssigkeit in den

- 9 209834/0808

Brei, die nachfolgend als Waschflüssigkeit bezeichnet ist, selbstverständlich aber auch eine Bleichflüssigkeit oder eine sonstige chemische Behandlungsflüssigkeit sein kann, besteht aus vertikal verlaufenden Sprührohren 68,70* die von den Schrapperarmen 19 herabhängen, sowie aus einer Auslaßöffnung 72 am verlängerten unteren Ende der Welle 21. Waschflüssigkeit aus einer Leitung 7^ wird durch besondere Anschlüsse, die durch Ventile gesteuert werden können und in der Welle 21 und"den Schrapperarmen verlaufen, den Sprührohren 68,70 und der Auslaßöffnung 72 zugeführt. Die Düsenöffnungen der Sprührohre 68 und 70 und die öffnung 72 befinden sich in etwa in derselben Höhe mit den"oberen Teilen der Siebkörper, Dadurch bewegen sich die Waschflüssigkeit und die von ihr verdrängte Flüssigkeit im wesentlichen in horizontaler Richtung auf die Siebflächen zu, das heißt quer zur aufwärtsgeförderten Breisäule, so daß die Bewegung der letzteren durch den Plüssigkeitsquerstrom nur unwesentlich beeinflußt wird. Die Sprührohre 68 und 70 haben in Richtung ihrer Bewegung eine längliche oder stromlinienförmige Querschnittsgestaltung, so daß die dem Motor 25 dadurch zugeführte Belastung nur klein und das Verrühren des Breis in engen Grenzen gehalten wird.

Gemäß der Erfindung ist das Sprüh-rohr 68, das zwi»

- 10 209834/0808

- ίο -

sehen den Siebkörpern 29 und 3I eingesetzt ist,mit einem derartigen radialen Abstand von der Achse angebracht, daß es sich eng um den inneren Siebkörper 29 herum bewegt. Die benachbarte zylindrische Wand 41 des Siebkörpers ist, wie bereits erwähnt,undurchläsig. Diese Wand bildet also einen Schirm, der verhindert, daß aus den Auslaßöffnungen 69 am Sprühröhr 68 austretende Flüssigkeit sich in mehr als einer radialen Richtung ausbreitet. Der Weg zu den Sieböffnungen auf der gegenüberliegenden Seite des Siebkörpers 29 ist zu lang, und deshalb strömt sämtliche in den Brei eingesprühte Flüssigkeit vollständig in Richtung auf die Siebfläche 39 des äußeren Siebkörpers 3I zu. Für jeden der drei Teilströme, in den der axial aufwärts strömende Brei durch die Siebkörper 29 und 31 aufgeteilt wird, herrschen die-selben Bedingungen, das heißt der Querflüssigkeitsstrom bewegt sich in derselben Richtung durch den ganzen Teilstrom des Breis, nämlich radial auswärts oeim innersten und mittleren Teilstrom und radial einwärts durch den äußeren Teilstrom, der zwischen der Behälterwand 11 und dem Siebkörper 31 hindurchfließt.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, in dem dieselben Bezugsziffern für gleiche Teile wie in Fig. 1 verwendet sind, ist auch die Wand 41 des Siebkörpers 29

- 11 209834/0808

als Siebfläehe ausgebildet, und der erfindungsgemäße Effekt wird durch eine zylindrische Schirmwand 71 erreicht, die annähernd auf der Hälfte zwischen den beiden Siebkörpern 29 und 31 konzentrisch -zu diesen angebracht ist. Im Vergleich zu Fig. 1 besteht noch der Unterschied, daß das Sprührohr 68 ungefähr auf halbem Wege zwischen den Siebflächen 39 und 41 angebracht ist. Das untere Ende des Sprührohrs 68 ist in zwei Zweige 73*75 aufgeteilt, die sich in derselben Radialebene befinden und abwärts auf gegenüberliegende Seitenflächen der Sehirmwand 71 hinüberragen. Die beiden Rohrzweige umfassen somit den Schirm in Art einer Gabel, und auf der Höhe etwa des Mittelbereichs der Siebflächen 39* 41 sind sie mit Auslaßdüsen 77,79 versehen. Der Schirm 41 bildet ein Hindernis für die freie Verteilung der aus der Düse 77 ausgestoßenen Flüssigkeit, wodurch diese Flüssigkeit radial einwärts in Richtung auf die Siebfläehe 41 gelenkt wird. In gleicher Weise bildet die Sehirmwand ein Hindernis für die aus der Auslaßdüse 79 ausgestoßene Flüssigkeit, wodurch diese radial auswärts in Richtung auf die Siebfläehe gelenkt wird.

Obgleich die Erfindung in Verbindung mit einem bekannten Behälter zum Waschen von Cellulosebiö. beschrieben wurde, ist sie auf diesen Anwendungsfall nicht beschränkt sondern

209834/0808 - 12 -

kann bei anderen Behandlungen von breiförmigen Massen und anders gestalteten Siebkörpern verwendet werden.

209834/0808

Claims

PATENTANSPRÜCHE

(jy Siebfiltervorrichtung in einem aufrechtstehenden zylindrischen Behälter, in dem in axialer Richtung ein Breistrom fließt, der aus einem in einer Flüssigkeit aufgeschwemmten faserigen Material besteht, welche Vorrichtung einen Satz zueinander konzentrischer hohler Siebkörper besteht, die in derselben Höhe angebracht sind und im wesentlichen vertikale Siebflächen zum Abziehen von Flüssigkeit aus dem Brei besitzen, sowie Auslaßöffnungen zum Einsprühen von Flüssigkeit in den Brei in etwa derselben Höhe wie die Siebflächen, die auf konzentrischen Bahnen zu den Siebflächen bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flüssigkeitsauslaßöffnung (69;77,79), die zwischen zwei Siebkörpern (47,49) bewegbar ist, nahe an einer undurchläßigen zylindrischen Schirmwand (41;71) angeordnet ist, die mit den Siebkörpern verbunden ist, um die aus dem Auslaß (69;77*79) ausgestoßene Flüssigkeit lediglich auf einen der beiden Siebkörper (49) zu lenken.

- 14 20983Λ/0808
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirmfläche durch eine Zylinderwand (41) eines Siebkörpers (29) gebildet wird, der Sieböffnungen nur in seiner zweiten Zylinderwand (4;5) trägt.
J5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirmfläche (71) konzentrisch zwischen zwei einander gegenüberstehende Siebflächen (39,41) benachbarter Siebkörper (31,29) eingesetzt ist und die beiden Flüssigkeitsauslässe (77,79) sich auf gegenüberliegenden Seiten der Schirmfläche (71) befinden, so daß sich aus der Nähe der Schirmfläche Plüssigkeitsströme in entgegengesetzten radialen Richtungen bilden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuführleitung zu den Auslässen (77,79) ein vertikales Rohr (68) besitzt, das mit einer umlaufenden Welle (21) verbunden ist, die mittig im Behälter angeordnet ist, und das Rohrendverzweigungen (73*75) aufweist, die die Schirmfläche (71) von oben zu beiden Seiten übergreifen, wobei die Auslässe (77,79) durch Öffnungen in den Zweigen gebildet sind.

209834/0808

L e e r s e i t e