DE3127934A1 - Filtersiebeinrichtung zum filtern einer zum auflaufkasten einer papiermaschine zugefuehrten stoffsuspension - Google Patents

Description

PATENTANWALT
ING. (GRAD.) E. O.VETTER

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Unser Az.: PA 186 BELOIT CORPORATION

P.O. Box 350 Beloit, WI 53511 USA 13. Juli 1981

PiItersiebeinrichtung zum Filtern einer zum Auflaufkasten einer Papiermaschine zugeführten Stoffsuspension

Die Erfindung betrifft eine pulsationsfreie Filtersiebeinrichtung zum Filtern einer zum Auflaufkasten einer Papiermaschine zugeführten Stoffsuspension.

Filtersiebeinrichtungen dienen bei der Papierherstellung dazu, zu große Faserteilchen aus der flüssigen Stoffsuspension, beispielsweise einer wäßrigen Holzschliffsuspension oder dgl. auszufiltern, bevor diese zum Auflaufkasten der Papiermaschine gelangt, um anschließend auf der Siebpartie der Papiermaschine zwecks Blattbildung entwässert zu werden.

Bei vielen bekannten Filtersiebeinrichtungen ist innerhalb einer Rundsiebtrommel ein um deren Achse umlaufendes Flügelrad angeordnet. Die Stoffsuspension wird mittels einer Förderpumpe unter Druck zum einen Ende der Rundsiebtrommel zugeführt und strömt dann entlang der Siebtrommel und durch die Sieböffnungen hindurch zur anderen Siebseite. Die eine geeignete Größe aufweisenden Feststoffteilchen in der Stoffsuspension treten mit der Flüssigkeit durch das Sieb hindurch und gelangen zum Auflaufkasten. Zu große Feststoffteilchen können das Filtersieb nicht passieren .und werden in der Siebeinrichtung zurückgehalten, um später entfernt zu werden. Das Flügelrad hat typischerweise irgendwelche mit gegenseitigen Umfangsabständen angeordnete Radialvorsprünge bzw. Flügel, um den Filtervorgang durch Erzeugung von. Druckimpulsen zu unterstützen, welche die Suspension durch das Sieb hindurchtreiben. Die Flügel erstrecken sich im wesentlichen über die ganze wirksame axiale Länge des Siebes und bewegen sich mit geringem Abstand über die Sieboberfläche.

Bei Filtersiebeinrichtungen der eben erwähnten bekannten Bauart sind von dem Flügelrad hervorgerufene Druckpulsationen unvermeidlich, damit die Siebeinrichtung zufriedenstellend arbeitet, jedoch induzieren diese Druckpulsationen entsprechende Druckschwankungen im Stoffsuspensionszufluß zum Auflaufkasten. Diese Druckschwankungen im Suspensionszufluß stören die gleichmäßige Verteilung der Stoffsuspension und haben eine nachteilige Wirkung auf die Ausströmung der Stoffsuspension durch die Lippenöffnungen auf die blattbildenden Flächen der Papiermaschine. Für einen zufriedenstellenden Hochgeschwindigkeitsbetrieb und gute Blattbildung ist es wichtig,

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daß derartige DruckSchwankungen im wesentlichen beseitigt werden. In Verbindung mit den bekannten Filtersiebeinrichtungen der genannten Art finden außerdem zum Fördern der Stoffsuspension durch diese Einrichtungen hindurch und zum Auflaufkasten der Papiermaschine Förderpumpen Anwendung, die an einer von der betreffenden Filtersiebeinrichtung verschiedenen Stelle im Zuge der Stoffsuspensionsleitung angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filtersiebeinrichtung zu schaffen, bei welcher Druckpulsationen in der Stoffsuspensionsströmung infolge umlaufender Flügel in der Filtersiebeinrichtung weitgehend abgeschwächt oder völlig beseitigt sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Anordnung gelöst,

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung entfällt außerdem die Notwendigkeit einer gesonderten Förderpumpe, so daß eine kompaktere Konstruktion einer Papiermaschinenanlage erreicht werden kann.

Bei der erfindungsgemäßen pulsationsfreien Filtersiebeinrichtung sind eine Rundsiebtrommel und eine Kreiselpumpe mit um die Siebtrommelachse umlaufendem Pumpenrad in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Das Pumpenlaufrad wirft die geförderte Stoffsuspension radial in einen ringförmigen Förderkanal aus, der in einen zwischen der Siebtrommel und einer mit erhabenen Flächenbereichen, beispielsweise Rippen, ver-

sehenen Mantelfäche des Pumpenlaufrads gebildeten Ringraum führt, so daß die Suspension kontinuierlich über das Sieb strömt. Die erhabenen Flächenbereiche erzeugen Wirbel in der sich entlang des Siebes bewegenden Strömung, wodurch deren Strömungsgeschwindigkeit verringert und der Druck erhöht wird. Axial stromab der Siebtrommel ist eine ringförmige Endkammer gebildet, in welcher sich von dem Sieb zurückgehaltene, zu große Teilchen sammeln. Diese Endkammer wird über ein damit verbundenes Drosselventil gespült.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine

Filtersiebeinrichtung nach der Erfindung, und

Fig. 2 einen Querschnitt in der Ebene II-II

in Fig. 1.

Die dargestellte Filtersiebeinrichtung 7 dient zum Filtern einer Stoffsuspension, bevor diese zum Auflaufkasten einer Papiermaschine weitergeleitet wird. Die Einrichtung weist ein Gehäuse 8 auf, in welchem eine Rundsiebtrommel 10 und eine Kreiselpumpe 9 mit um die Siebtrommelachse umlaufendem Pumpenlaufrad untergebracht sind. Das Gehäuse weist einen Boden 12, eine Mantelwrnd Ij5, und eine daran, beispielsweise mittels nicht dargestellter Schrauben, ab-

nehmbar befestigte Deckelplatte 11 auf. Die Deckelplatte 11 ist mit einer mittigen Einlaßöffnung 14 versehen, während in der Mantelwand 13 eine Auslaßöffnung 15 gebildet ist.

Innerhalb des Gehäuses steht der Auslaß 15 niit einer ringförmigen Sammelkammer 16 in Verbindung, die angrenzend an die Deckelplatte 11 in der Mantelwand 13 des Gehäuses gebildet ist. Die Rundsiebtrommel 10 hat gleichmäßig verteilte Sieböffnungen 18 und begrenzt die Sammelkammer 16 an ihrer radial einwärts weisenden, offenen Seite.

Die Kreiselpumpe 9 ist als längliche, einteilige Konstruktion mit vertikaler Antriebswelle 20 ausgebildet, die durch den Gehäuseboden 12 hindurch aus dem Gehäuse herausragt und auf ihrem unteren Ende eine Riemenscheibe 21 oder ein anderes Antriebsrad trägt. Der obere Teil des Pumpenlaufrads ist als zylindrischer Nabenteil 22 mit einem mittigen Einlaßkanal 23 ausgebildet, der koaxial zur Einlaßöffnung des Gehäuses verläuft. Der Einlaßkanal 23 verläuft durch den Nabenteil 22 hindurch in den Förderteil 24 des Pumpenlaufrads, der einen größeren Außendurchmesser als der N.abenteil hat. In dem Förderteil 24 des Pumpenlaufrads ist ein Kranz von radialen Pumpenkanälen 25 gebildet, die zwischen mit gegenseitigen Umfangsabstanden angeordneten Pumpenschaufeln vom Einlaßkanal 23 zu radial nach außen weisenden Auswurföffnungen 27 am Umfang des Pumpenlaufrads verlaufen. Die zur Pumpe zuströmende Suspension strömt axial in das Laufrad ein, in welchem sie radial nach außen abgelenkt und durch die AuswurfÖffnungen 27 zwischen den Schaufeln 26 ausgeworfen wird. Bekanntermaßen fördert die Kreiselpumpe 19

eine stetige, nicht pulsierende Strömung,

Unterhalb des Förderteils 24 des Pumpenlaufrads befinden sich eine Reihe von einwärts abgestuften zylindrischen Laufradteilen 28, 29 und 30, welche den übergang zwischen der unteren Stirnfläche 31 des Förderteils und der Pumpenwände 20 herstellen. Die unteren Laufradabstufungen sind von entsprechenden Abstufungen 32.» 33» 34, 35 und 36 der Mantelwand des Gehäuses umschlossen, wobei deren Radialflächen den jeweils entsprechenden Radialflächen der Laufradabstufungen gegenüberliegen. Das Pumpenlaufrad bzw. die Pumpenwelle sind mittels zwischen solchen Radialflächen angeordneten Drucklagern 40 und 41 im Gehäuse gelagert.

Die vom Pumpenlaufrad geförderte Strömung gelangt in einen Förderkanal 42, der in Form eines ringförmigen Zwischenraums zwischen der Mantelwand 13 des Gehäuses und dem Pumpenlaufrad gebildet ist. Dieser Förderkanal 42 ist konzentrisch um die Mantelfläche des Pumpenlaufrads herum angeordnet und" hat eine etwa gleichbleibende radiale Dicke, so daß in ihm eine ziemlich konstante Strömungsgeschwindigkeit der Pumpenforderströmung vorhanden ist. Stromabseitig geht der Förderkanal 42 mit einer Verengung 43 in einen Ringraum mit etwa gleichmäßiger radialer Dicke über, der zwischen dem Nabenteil 22 des Pumpenlaufrads und der Rundsiebtrommel 10 gebildet ist. Bezüglich der Strömungsrichtung der Pumpenförderströmung axial stromab dieses Ringraums 44 ist eine ringförmige Endkammer 45 gebildet. Aus dieser Endkammer verläuft eine Abflußleitung 46 aus dem Gehäuse 8 heraus, um Suspension aus der Endkammer ableiten zu können. In dieser

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Abflußleitung 46 ist ein Drosselventil 47 angeordnet, das zur Entlastung der Endkammer 45 relativ geöffnet werden kann.

Die Filtersiebeinrichtung 7 ist über stromauf- und stromabwärtige Leitungsanschlüsse 50 und 51 in den Stoffsuspensionszulauf zu einer Papiermaschine eingebaut» Die stromaufwärtige Anschlußleitung 50 steht mit einer Stoffsuspensionsquelle in Verbindung und führt in den Gehäuseeinlaß 14. Sie ist mittels eines Befestigungsflansches 52, der um den Gehäuseeinlaß 12 herum verläuft, starr oder lösbar an der Deckelplatte 11 befestigt. Die stromabwärtige Anschlußleitung 51 führt die Suspensionsströmung vom Gehäuseauslaß zu nicht dargestellten Papiermaschinen-Auflaufkästen.

An der unteren Stirnfläche 31 und der oberen Stirnfläche des Pumpenlaufrads sind Dichtungen, beispielsweise Kolbenringdichtungen 53 und 54, angeordnet. Diese Dichtungen dienen zur Abdichtung des von der geförderten Stoffsuspension durchflossenen Gehäusehohlraums.

Gegenüber der Siebfläche der Rundsiebtrommel 10 ist die Mantelfläche des Nabenteils 22 mit erhabenen Flächenbereichen 55 versehen. Diese erhabenen Flächenbereiche können die Form von Rippen oder eines Schraubgewindes haben. Die Ränder und Zwischenräume der Rippen erzeugen Wirbel und andere Störungen in der Strömung im Ringraum 44, so daß die Strömungsgeschwindigkeit herabgesetzt und der Druck gesteigert wird. Der erhöhte Druck ist im wesentlichen gleichmäßig und treibt die Flüssigkeit und darin suspendierte

Teilchen durch die Sieböffnungen 18 hindurch in die Sammelkammer 16 und die aus dieser wegführende Leitung 51.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der Filtersiebeinrichtung beschrieben.

Die flüssige, Holzschliff oder anderes faseriges Material enthaltende Stoffsuspension wird in" den Einlaßkanal 23 der Kreiselpumpe 9 angesaugt und in den Förderkanal 42 innerhalb der Mantelwand 13 des Gehäuses ausgeworfen. Aus diesem gelangt die geförderte Suspension in den Ringraum 44, in welchem sie durch die Rundsiebtrommel 10 hindurch in die Sammelkammer 16 gelangt. Dabei werden zu große, nicht durch die Sieböffnungen 18 hindurchpassierende Teilchen infolge der axialen Strömung der Suspension im Förderkanal in die Endkammer 45 gespült, die als Sammelraum für diese Teilchen dient. Infolgedessen können sich die zu großen Teilchen nicht auf dem Sieb ablagern und man erreicht eine selbsttätige Reinigung des Siebes. Die vom Sieb zurückgehaltenen Teilchen sammeln sich in der Endkammer, bis das Drosselventil 47 geöffnet wird, um diese Teilchen auszuspülen. Die durch das Sieb hindurchpassierte Suspension gelangt aus der Sammelkammer 16 in die zu den Auflaufkästen führende Leitung 51. Der Stoffsuspensionsabfluß aus der Filtersiebeinrichtung ist kontinuierlich und pulsationsfrei.

Obwohl es sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um eine vertikal orientierte Konstruktion handelt, ist natürlich auch eine horizontal orientierte Bauart möglich.

•41.

Leerseite

Claims (7)

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1.) Piltersiebeinrichtung zum Filtern einer zum Auflaufkasten einer Papiermaschine zugeführten Stoffsuspension, gekennzeichnet durch:

a) ein Gehäuse (11, 13) mit einem an eine Stoffsuspensionszufuhr anzuschließenden Einlaß (12) und einem zum Auflaufkasten führenden Auslaß (15),

b) eine Kreiselpumpe (9) mit einem innerhalb des Gehäuses umlaufenden Pumpenlaufrad (24), das einen mit dem Gehäuseeinlaß (12) in Verbindung stehenden Einlaßkanal (23)» einen Auslaßkanal (25) und einen etwa rohrförmigen Nabenteil (22) aufweist,

c) eine koaxial mit der Drehachse des Pumpenlaufrads angeordnete Rundsiebtrommel (10), welche den Nabenteil des Pumpenlaufrads konzentrisch umschließt und mit der stromaufwärtigen Siebseite mit dem Auslaßkanal (25) und mit der stromabwärtigen Siebseite mit dem Gehäuseauslaß in Strömungsverbindung steht, und

d) einen die Strömungsverbindung zwischen dem Auslaßkanal des Pumpenlaufrads und der Rundsiebtrommel herstellenden, zwischen dem Pumpenlaufrad (24) und dem Gehäuse (11) gebildeten ringförmigen Förderkanal, der einen zwischen der Rundsiebtrommel (10) und dem Nabenteil (22) gebildeten Ringraum (44), in welchem die Strömung im wesentlichen axial entlang des Siebes verläuft, und eine Endkammer (45) zur Aufnahme von vom Sieb zurückgehaltenen Feststoffteilchen aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Nabenteil (22) des Pumpenlaufrads (24) erhabene Plächenbereiche (55) zur Bewegung der Suspensionsströmung in dem Ringraum (44) gebildet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die erhabenen Flächenbereiche (55) durch eine schraubengewindeartige Rippung gebildet sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3_S dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse (11, 13) eine zu Wartungszwecken abnehmbare Stirnwand (11) aufweist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine von der Endkammer (45) wegführende Abflußleitung und durch ein in dieser angeordnetes Drosselventil (47) zum relativen öffnen und Schließen zwecks Ausspülens von Teilchen aus der Endkammer.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet , daß die Pumpenwelle (20) einen aus dem Gehäuse (11, 13) herausragenden, eine Riemenscheibe (21) tragenden Wellenteil aufweist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet _a daß das Pumpenlaufrad (24) einer axial ansaugenden und radial auswerfenden Bauart angehört.