DE3230244C2 - Drehbare Filtertrommel aus Kunststoff - Google Patents

Abstract

Eine feste, drehbare Filtertrommel (10) aus glasfaserverstärktem Kunststoff weist einen ersten festen glasfaserverstärkten Kopf (22) an einem Ende und einen zweiten festen glasfaserverstärkten Kopf (24) am anderen Ende auf. Ein zentrales, festes, glasfaserverstärktes Kunststoffrohr (26) erstreckt sich von einem Kunststoffkopf (22) über eine vorbestimmte Entfernung (A) in die Kunststofftrommel (10) hinein. Eine Vielzahl von radialen festen Ableitungskanälen (40) aus glasfaserverstärktem Kunststoff erstreckt sich von einer festen, aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehenden Umfangsabdeckung (21) der Kunststofftrommel (10) zu dem zentralen Rohr (26). Der Längsabstand (A) zwischen den radialen Kunststoff-Ableitungskanälen (40) und dem ersten Kunststoffkopf (22) wird sorgfältig gewählt, und die Abmessungen des ersten Kunststoffkopfs (22) sind derart, daß der erste Kunststoffkopf (22) stark genug ist, der auf ihn einwirkenden Biegekraft zu widerstehen, die auf Radialkräften, Antriebsdrehmoment und hydraulischen Endkräften beruht.

Description

Die Erfindung betrifft eiiie dr hbare Filtertrommel aus Kunststoff entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solche Filtertrommeln dienen beispielsweise dazu, Zellstoff-Pulpe unter Vakuum oder Überdruck zu waschen, wobei die Waschflüssigkeit aus der zu waschenden Substanz vom Trommelmantel her durch die Ableitungskanäle zum Trommelinneren hin abgeleitet wird.

Eine Filtertrommel der eingangs genannten Art ist durch die US-PS 34 94 473 bekannt Hierbei sind die radialen Ableitungskanäle unmittelbar an einer der beiden Trommelstirnwände angeordnet Aus der DE-OS 23 713 ist es bekannt daß die radialen Ableitungskanäle einen axialen Abstand von den Trommelstirnwänden aufweisen können.

Der Kunststoff hat zwar gute chemische Widerstandsfähigkeit gegenüber den in der Waschflüssigkeit oft in hoher Konzentration enthaltenen aggressiven Bestandteilen. Der Kunststoff ist jedoch als tragendes Material für die außerdem mechanisch hoch beanspruchte Filtertrommel nicht gut geeignet Wegen seiner geringen mechanischen Widerstandsfähigkeit und wegen des niedrigen Elastizitätsmoduls des Kunststoffs müssen alle Krafteinwirkungen und Ermüdungsbeanspruchungen sehr niedrig gehalten werden, damit übermäßige Verformungen oder ein Bruch von Kunststoffteiien vermieden werden. Da der Kunststoff ferner einen hohen Wärmedehnungskoeffizienten aufweist muß die Filtertrommel so konstruiert werden, daß Wärmedehnungen ohne unzulässige Beanspruchungen aufgenommen werden können.

Insbesondere treten solche mechanischen Beanspruchungen und Wärmebeanspruchungen an den verhältnismäßig dünnen, aber großflächigen Trommelstirn

wänden auf.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Filtertrommel aus Kunststoff der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die auftretenden Kräfte und Wärmedehnungen ohne übermäßige Beanspruchungen oder Bruch der Trommelstruktur und insbesondere der Trommelstirnwände sicher aufgenommen werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im

ίο Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst

Infolge des axialen Abstands A der Ableitungskanäle gegenüber der zugehörigen Trommelstirnwand und wegen der Überbrückung dieses Abstands durch ein zentrales Kunststoffrohr ergibt sich eine räumliche Struktür, in der die Ableitungskanäle über das Rohr die Trommelstirnwand abstützen. Die Ableitungskanäle aus Kunststoff übernehmen somit nicht nur die Funktion der Ableitung der Filterflüssigkeit sondern sie dienen zusätzlich zum Unterstützen oder Abstützen des Kopfes bzw. der Stirnwand der Trommel, damit diese den auftretenden Biegemomenten widerstehen kann. Der axiale Abstand Λ ist als Kompromiß aus einzelnen, einander entgegengesetzt gerichteten Beanspruchungskomponenten zu ermitteln. Unter Berücksichtigung der auftretenden Kräfte und Wärmedehnungen ist also der Abstand A so zu bemessen, daß die Trommelstirnwand den an ihr wirkenden Kräften sicher widersteht

In einer Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 sind an dem axial entgegengesetzten Ende der Filtertrommel unter einem dem Abstand A entsprechenden Abstand B weitere Abstützglieder aus Kunststoff gegenüber der anderen Trommelstirnwand angeordnet um auch diese Trommelstirnwand in entsprechender Weise wie die erste Stirnwand abzustützen.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.

F i g. 1 ist eine Seitenansicht der drehbaren Filtertrommel, wobei Teile weggeschnitten sind.

F i g. 2 ist eine Schnittansicht in vergrößertem Maßstab, die wesentliche Merkmale der Trommel von F i g. 1 zeigt.

F i g. 3 ist ein Querschnitt eines Teils der Trommel und dient zur Erläuterung der Wirkungsweise der Trommel.

F i g. 4 ist ein Schnitt nach der Linie 4-4 von F i g. 2 in Richtung der Pfeile.

Wie insbesondere F i g. 1 zeigt, weist die drehbare Trommel einen drehbaren Trommelkörper 10 auf, der

so drehbar in einem Stützgefäß 12 gelagert ist Das Gefäß 12 weist nach oben stehende Uinfangs- oder Endwände 14 und 16 auf. Das Gefäß 12 enthält eine flüssige Aufschwemmung, beispielsweise eine Pulpe. Lagerböcke 18 und 20 sind an entgegengesetzten Enden des Trommelkörpers 10 außerhalb des Gefäßes 12 angeordnet, um die entgegengesetzten Enden des Trommelkörpers 10 drehbar abzustützen.

Der Trommelkörper 10 hat eine Umfangsabdeckung 21 aus glasfaserverstärktem Kunststoff. Ein Paar mit axialem Abstand angeordnete Köpfe 22 und 24 stützt die Enden der Umfangsabdeckung 21 ab. Die Köpfe 22 und 24 sind ebenfalls ganz aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt Obwohl es die Zeichnung nicht zeigt kann der Trommelkörper zusätzliche Verstärkungsstrukturen aufweisen, um ihm ausreichende Stärke und Starrheit zu verleihen, damit er seine Funktion erfüllen kann.
Ein zentrales glasfaserverstärktes Kunststoffrohr 26

(siehe F i g. 2) erstreckt sich von dem Kopf 22 über eine vorbestimmte Entfernung in den Trommelkörper 10 hinein. Eine glasfaserverstärkte Kunststoffnabe 28 deckt das innere Ende des glasfaserverstärkten Kunststoffrohrs 26 ab. Eine Kohlenstoffbuchse 30, die eine Titanhülse 32 einschließt, ist in der Bohrung 33 der Nabe 28 gelagert. Eine ortsfeste zentrale Welle 34 von kleinerem Durchmesser afc, das glasfaserverstärkte Kunststoffrohr 26 ist innerhalb des Rohres 26 angeordnet Das mit einem kleineren Durchmesser versehene Ende 36 der ortsfesten Welle 34 erstreckt sich durch die Titanhülse 32. Ein Ventilsegment 38 aus glasfaserverstärktem Kunststoff ist auf der Welle 34 angeordnet

Wie die Fig.2, 3 und 4 zeigen, erstreckt sich eine Vielzahl von radialen Flüssigkeits-Ableitungskanälen 40 aus glasfaserverstärktem Kunststoff von der Umfangsabdeckung 21 zu dem glasfaserverstärkten Rohr 26. Die Ableitungskanäle 40 sind unter einem vorbestimmten Abstand A in Längsrichtung von dem ersten Kunststoffkopf 22 getrennt Die Verbindung der glasfaserverstärkten Ableitungskanäle 40 mit dem glasfaserverstärkten Kunststoffrohr 26 ist benachbart zu dem inneren Ende des Kunststoffrohrs 26 vorgesehen.

Wie F i g. 1 zeigt ist mit einer drehbaren Welle 42, die in dem Lagerbock 20 abgestützt ist, ein zylindrisches Glied 44 verbunden, das in Fig. 1 in unterbrochenen Linien dargestellt ist und das seinerseits mit einer Abstützung 46 aus glasfaserverstärktem Kunststoff verbunden ist Obwohl nur eine solche glasfaserverstärkte Abstützung 46 gezeigt ist kann in der Praxis eine Vielzahl solcher glasfaserverstärkter Abstützungen 46 vorgesehen sein.

Im Betrieb wird, bezugnehmend auf F i g. 3, eine Aufschwemmung, beispielsweise Pulpe, dem Gefäß 12 zugeführt Während der Trommelkörper 10 rotiert wird eine Pulpematte auf der Umfangsabdeckung 21 auf dem Trommelkörper 10 gebildet Die Matte 48 wird von der Trommel mittels einer Abnahmerolle 50 entfernt Wie F i g. 2 zeigt rotieren das zentrale Rohr 26, die Nabe 28, die Buchse 30. die Hülse 32 und die Ableitungskanäle 40 um die ortsf .ste Welle 34 und um den ortsfesten Ventilsektor 38 herum.

Wie F i g. 3 zeigt dichtet der Ventilsektor 38 die Ableitungskanäle 40 ab, während die Trommel von der Zwölf-Uhr-Stellung zu der Drei-Uhr-Stdlung läuft Die Ableitungskanäle 40 sind gegenüber der mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden En! lüftungsöffnung 52 offen, während sie von der der Drei-Uhr-Stellung zu der Fünf-Uhr-Stellung laufen. Von der Fünf-Uhr-Stellung bis zur Zwölf-Uhr-Stellung wird ein Vakuum an die Ableitungskanäle 40 angelegt

Da die meisten der Elemente der drehbaren, unter Vakuum cder Oberdruck, arbeitenden Filtertrommel aus festem, glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen, ergibt sich ein großer Vorteil natürlich dadurch, daß glasfaserverstärkter Kunststoff eine gute chemische Widerstandsfähigkeit hat Er korrodiert nicht bei Berührung mit den starken Chemikalien, die heutzutage in modernen Systemen enthalten sind. Ein großes Problem bei glasfaserverstärktem Kunststoff besteht jedoch unter anderem darin, daß er eine geringe Stärke hat und daß infolgedessen hohe Beanspruchungen das Material zerbrechen können. Der Kunststoff hat einen niedrigen Elastizitätsmodul was bedeutet daß die Konstruktion so ausgelegt werfen muß, daß übermäßige Verformun gen vermieden wurden. Der Kunststoff hat einen hohen WärmedehnungsKoeffizienten. Der Zylinder muß so konstruiert werdftn, daP< Wärmedehnungen zugelassen werden, ohne daß übermäßige Beanspruchungen infolge von Unterschieden in der Wärmedehnung auftreten. Bei der Verwendung unterliegt eine einem Vakuum unterworfene drehbare Filtertrommel einer sehr gro-Ben Auftriebskraft Diese Auftriebskraft verursacht daß große Kräfte an den Köpfen 22 und 24 ausgeübt werden. Der glasfaserverstärkte Kunststoffkopf 22 allein könnte das Biegemoment aufgrund der Auftriebskraft nicht ertragen. Von einem praktischen Standpunkt aus

ίο betrachtet würde es schwierig sein, einen Kopf zu bauen, der stark genug wäre, um einem solchen Moment zu widerstehen. Daher dienen die Ableitungskanäle 40 aus glasfaserverstärktem Kunststoff nicht nur ak Ableitungskanäle, sondern sie dienen auch als Mittel zur Unterstützung des Kopfes 22, damit dieser den durch den Auftrieb hervorgerufenen Biegemomenten widerstehen kann. Wenn die Länge des zentralen glasfaserverstärkten Kunststoffrohrs 26 zu groß ist, würde sich das Kunststoffrohr 26 aufgrund der Biegemoiriente infolge der Auftriebskraft verformen und biegen. Wenn das Rohr 26 zu kurz wäre, müßte der Kopf 22 einer zu hohen radialen Belastung widerstehe ;l Daher muß der Längsabstand A zwischen den Kunststuff-Ableitungskanälen 40 und dem Kunststoffkopf 22 sehr sorgfältig gewählt werden. Die durch die Auftriebskraft herv orgerufenen Biegebeanspruchungen werden durch den Kopf 22 und die Ableitungskanäle 40 aufgenommen. Wenn der Abstand A zwischen dem Kopf 22 und den Ableitungskanälen 40 zunimmt nimmt die durch den Kopf 22 zu tragende Radialkraft ab. Daher ist es vom Standpunkt der Radialkraft am Kopf 22 besser, wenn der Abstand A größer ist Jedoch besteht wie dargelegt, eine andere Schwierigkeit bei der Verwendung von glasfaserverstärktem Kunststoff darin, daß unterschiedliehe Wärmedehnungen Probleme verursachen. Je größer der Abstand A ist desto mehr wird der Kopf 22 infolge von Wärmedehnungen verformt Daher ist es vom Standpunkt der Verformung des Kopfes her gesehen besser, wenn der Abstand A zwischen dem Kopf 22 und den Ableitungskanälen 40 kleiner ist. Als Kompromiß ist dieser Abstand A daher groß genug, so daß die vor dem Kopf 22 aufzunehmende Radialkraft nicht ausreicht den Kopf 22 zu zerbrechen, und zur gleichen Zeit ist der Abstand A ausreichend kurz, so daß durch unterschiedliche Wärmedehnungen keine ernsthaften Probleme verursacht werden. Der zylindrische Kop? 22 ist verhältnismäßig dünn, aber seine Abmessungen sind so gewählt, daß er stark genug ist um der Radialkraft dem Antriebsdrehmoment und der hydraulischen Endkraft zuwiderstehen.

Der Abstand B zwischen dem Kopf 24 und den Abstützungen 46 am anderen Ende des Trommelkörpers 10 ist vorzugsweise der gleiche wie der Abstand A zwischen dem Kopf 22 und den Ableitungskanälen 40. Auf diese Weise wird das auf der Auftriebskraft beruhende Biegemoment am anderen Ende des Trominelkörpers 10 durch den Kopf 24 und die Abstützungen 46 getragen.

Hiei zu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Drehbare Filtertrommel mit einem Trommelmantel aus Kunststoff und mit an den Enden des Trommelmantels angeordneten Trommelstirnwänden aus Kunststoff sowie mit einer Vielzahl von sich radial zwischen dem Trommelmantel und der Trommelachse erstreckenden Ableitungskanälen aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Ableitungskanäle (40) unter einem vorbestimmten axialen Abstand (A) gegenüber einer der Trommelstirnwände (22) angeordnet sind und daß dieser Abstand (A) von einem zentralen Kunststoffrohr (26) überbrückt ist, das sich von der Trommelstirnwand (22) her in den Trommelmantel (21) hinein derart bis zu den radialen Ableitungskanälen (40) erstreckt, daß die Ableitungskanäle (40) über das Rohr (26) die Trommelstirnwand (22) abstützen.

Z Drehbare Filtertrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem vorbestimmten axialen Abstand (B) gegenüber der anderen Trommelstirnwand (24) innerhalb des Trommelmantels (21) Abstützglieder (46) aus Kunststoff vorgesehen sind, die sich radial von dem Trommeimantel (21) her nach innen erstrecken und die über axiale Stützglieder (44) mit der Trotamelachse (42) verbunden sind, und daß der axiale Abstand (B) etwa gleich dem Abstand (A) der Ableitungskanäle (40) gegenüber der ersten Trommelstirnwand (22) ist.