FI67304B

FI67304B - SKIVFILTER

Info

Publication number: FI67304B
Application number: FI830966A
Authority: FI
Inventors: Jouko Leskelae
Original assignee: Waertsilae Oy Ab
Priority date: 1983-03-22
Filing date: 1983-03-22
Publication date: 1984-11-30
Also published as: SE8401542L; FI830966A0; FI67304C; FI830966L; SE8401542D0

Description

KIEKKOSUODIN - SKIVFILTER 67 30 4WHEEL FILTER - SKIVFILTER 67 30 4

Keksintö kohdistuu kiekkosuotimeen, joka käsittää aitaan suodatettavaa nestettä varten, pyörivän akselin, jossa on joukko suodatinkiekkoja sekä niissä useat nestettä suodattavat ontot imusektorit ja yhden tai useamman kiinteän jako-venttiilin, joka akselin pyöriessä on järjestetty saattamaan kiekkojen imusektorit vuorotellen alipaineen ja vuorotellen ulkoilman paineen tai mahdollisesti sitä korkeamman paineen alaisiksi.The invention relates to a disc filter comprising a fence for a liquid to be filtered, a rotating shaft having a plurality of filter discs and a plurality of fluid filtering hollow suction sectors and one or more fixed distribution valves arranged to cause the disc suction sectors to alternate between vacuum and alternately external air. the higher the pressure.

Paperinvalmistuksessa käytettyjen puumassojen saostukseen käytetään yleisesti joko rumpu- tai kiekkosuotimia. Kiekko-suotimella on huomattavasti suurempi suodatuspinta-ala samassa laitteen vaatimassa tilavuudessa kuin rumpusuotirael-la ja siten se on konetyyppinä sopivampi saostamaan paperimassoja, joiden sakeus on pieni ja vedenpoisto-ominaisuudet huonot. Kiekkosuotimilla on kuitenkin omat heikkoutensa. Erityisesti suhteellisen suurta suodoksen virtausnopeutta käytettäessä on osoittautunut, että alipaine on jakoventtiileistä etäällä olevissa suodatinkiekoissa olennaisesti heikompi kuin lähempänä akselin päähän tai päihin järjestettyjä venttiileitä. Erotus johtuu lähinnä voimista, jotka ovat tarpeen suodoksen kiihdyttämiseksi suodatusprosessin alkupäässä vallitsevasta melkein staattisesta lepotilasta jakoventtiHeissä esiintyvään nopeuteen. Tämä erotus aikaansaa mm. sen, että kiekkoihin suodatusprosessin aikana kerääntyvän kuitukakun paksuus vaihtelee voimakkaasti kiekon sijainnista riippuen siten, että mitä pienempi alipaine ko. suodatinkiekon virtaus-kohdassa on, sitä heikompi on kiekon teho ja sitä ohuempi kuitukerros siihen vastaavasti kerääntyy. Suodatusteho on riippuvainen tästä kuitukerroksen paksuudesta. Jos sama kiekkojen ja jakoventtiil in välinen virtauskanava on yhteydessä suodatusteholtaan erilaisiin suodatinsektoreihin, niin tästä seuraa, että puhtaudeltaan eriasteisia suodatteita sekoittuu keskenään, mikä ei tietenkään ole edullista.Either drum or disc filters are commonly used to precipitate wood pulp used in papermaking. The disc filter has a considerably larger filtration area in the same volume required by the device as the drum filter strip and is thus more suitable as a machine type for precipitating paper pulps with low consistency and poor dewatering properties. However, disc filters have their own weaknesses. In particular, when a relatively high filtrate flow rate is used, it has been found that the vacuum in the filter discs remote from the distribution valves is substantially lower than that of the valves arranged closer to the end or ends of the shaft. The difference is mainly due to the forces required to accelerate the filtrate from the almost static dormancy at the beginning of the filtration process to the velocity present in the manifold. This difference causes e.g. the fact that the thickness of the fibrous cake accumulating in the discs during the filtration process varies greatly depending on the position of the disc, so that the lower the vacuum in question. at the flow point of the filter disc, the weaker the power of the disc and the thinner the fiber layer accumulates accordingly. The filtration efficiency depends on this fiber layer thickness. If the same flow channel between the discs and the distribution valve is connected to filter sectors with different filtration efficiencies, then it follows that filters of different degrees of purity are mixed with each other, which is of course not advantageous.

2 673042 67304

Virtaushäviöiden pienentämiseksi on kiekkosektoreiden ja suotimen akselinsuuntaisten virtauskanavien liittymäkohdissa ennen käytetty ohjauslevyjä, jotka kääntävät virtauksen kohti jakoventtiilejä. Tällainen ratkaisu on esitetty suomalaisessa patenttijulkaisussa FI 52022. Konstruktio on kuitenkin monimutkainen eikä sen tehokkuus ole kovin korkea.To reduce flow losses, baffles have been used at the junctions of the disc sectors and the axial flow channels of the filter to turn the flow towards the distribution valves. Such a solution is presented in the Finnish patent publication FI 52022. However, the construction is complex and its efficiency is not very high.

Keksinnön tarkoituksena on uudella jakoventtiileiden järjestelyllä aikaansaada yksinkertainen ja luotettava rakenne, jolla alipaine kaikissa kiekoissa on helposti pidettävissä samansuuruisena. Tarkoituksena on samalla saavuttaa konstruktio, jonka sovellutusalue on aikaisemmin tunnettuja jakoventtiilisovitelmia huomattavasti laajempi. Keksinnön mukaisella järjestelyllä voidaan kiekkosuotimien pituutta nimittäin kasvattaa käytännöllisesti katsoen rajattomasti.The object of the invention is to provide a simple and reliable structure with a new arrangement of distribution valves, with which the vacuum in all discs can easily be kept the same. At the same time, the aim is to achieve a construction whose application area is considerably wider than previously known distribution valve arrangements. With the arrangement according to the invention, the length of the disc filters can be increased practically indefinitely.

Keksintö on tunnettu siitä, että jakoventtiili on sijoitettu kahden vierekkäisen suodatinkiekon väliin siten, että sillä on yhteydet suotimen akselin kummastakin suunnasta tuleviin virtauskanaviin.The invention is characterized in that the distribution valve is arranged between two adjacent filter discs so as to have connections to the flow channels from both directions of the filter shaft.

Virtausolosuhteet saadaan tasaisiksi järjestämällä jako-venttiilit siten, että ne ovat yhteydessä kummassakin suunnassa yhtä moneen suodatinkiekkoon.The flow conditions are stabilized by arranging the distribution valves so that they communicate with an equal number of filter discs in each direction.

Jotta puhtaudeltaan eriasteiset suodatteet saataisiin pidettyä erotettuina toisistaan, on edullista järjestää jakovent-tiilit pääasiallisesti rengasmaisesti suotimen akselin ympäri ja jakaa rengasmainen jakoventtiili useampaan, mieluimmin kolmeen kammioon. Jako suoritetaan sopivimmin suotimen akseliin nähden pääasiallisesti aksiaalisuuntaisten väliseinämien avulla siten, että kammiot muodostavat renkaan sektoreita. Järjestelmän tehokkuutta voidaan edelleen lisätä liittämällä jakoventtiiliin laite, jonka avulla jokaisessa jakoventtiil in kammiossa vallitseva paine on kukin erikseen säädettävissä.In order to keep the filters of different purity separated, it is advantageous to arrange the distribution valves substantially annularly around the axis of the filter and to divide the annular distribution valve into several, preferably three, chambers. The division is preferably performed by partitions substantially axially with respect to the axis of the filter, so that the chambers form sectors of the ring. The efficiency of the system can be further increased by connecting a device to the distribution valve, by means of which the pressure prevailing in each chamber of the distribution valve can be individually adjusted.

Tehokkaat ja edulliset virtauskanavat on mahdollista aikaansaada rakentamalla putkiakseli sisäkuoresta ja uiko- I! 3 67304 kuoresta sekä järjestämällä kuorten väliin akselin suuntaiset väliseinät.Efficient and inexpensive flow channels can be achieved by constructing a tubular shaft from the inner shell and the outer I! 3 67304 from the shell and by arranging axial partitions between the shells.

Jakamalla suotimen akseli väliseinien avulla sopiviin osiin ja yhdistämällä jokainen osa jakoventtiiliin voidaan suotimen pituutta kasvattaa, mikä tietyissä olosuhteissa on taloudellisesti kannattavaa. Mikäli osat tällöin tehdään pääasiallisesti samanpituisiksi ja jakoventtiilit järjestetään osien keskikohtiin tai niitten välittömään läheisyyteen, saavutetaan tasainen imu. Tällä tavalla jokaiseen venttiiliin on yhdistetty pääasiallisesti yhtä monta suodatinkiekkoa, mikä on omiaan parantamaan alipaineen tasaista jakautumista järjestelmän eri osiin suodatinproses-sin kaikissa vaiheissa.By dividing the filter shaft by means of partitions into suitable parts and connecting each part to the distribution valve, the length of the filter can be increased, which is economically viable under certain conditions. If the parts are then made substantially the same length and the distribution valves are arranged in the centers of the parts or in their immediate vicinity, even suction is achieved. In this way, essentially the same number of filter discs are connected to each valve, which tends to improve the even distribution of the vacuum to the different parts of the system at all stages of the filter process.

Jotta jakoventtiili pystyisi seuraamaan akselin mahdollisia, esimerkiksi tärinästä aiheutuvia liikkeitä, on edullista järjestää jousitus venttiilin ja akselin välille.In order for the distribution valve to be able to follow possible movements of the shaft, for example due to vibration, it is advantageous to provide a suspension between the valve and the shaft.

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää osittain leikattua sivukuvaa keksinnön mukaisesta kiekkosuotimesta, kuvio 2 esittää jakoventtiiliä leikattuna, kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen suotimen poikkileikkausta, kuvio 4 esittää kuvion 1 leikkausta IV-IV.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 shows a partially sectioned side view of a disc filter according to the invention, Figure 2 shows a distribution valve in section, Figure 3 shows a cross-section of a filter according to the invention, Figure 4 shows section IV-IV.

Suotimen allas on merkitty viitenumerolla 1. Altaaseen 1 on laakerien 2 välityksellä laakeroitu pyörivä putkiakseli 3> jossa on ulkokuori 3a ja sisäkuori 3b. Akselin ulkokuoreen 3a on välimatkan päässä toisistaan järjestetty ontot suodatinkiekot 4. Nämä koostuvat erillisistä suodatin-sektorei3ta 4a, jotka ovat akselin ulkokuoreen 3a järjestettyjen aukkojen 5 välityksellä yhteydessä akselin kuorten väliseen tilaan. Akselin 3 ympäri on järjestetty rengasmaiset kiinteät jakoventtiilit 6, jotka jousielinten 7 ja tukielinten 8 välityksellä on tuettu suotimen altaaseen 1. Kokoonpanoteknisistä syistä venttiili koostuu kolmesta 4 67304 eri osasta, joiden väliset liitokset kuviossa 2 on merkitty viitenumerolla 20. Jakoventtiil it 6 on väliseinien 9 avulla jaettu kolmeen kammioon 10,11 ja 12. Kammio 12 on suoraan, ja kammiot 10 ja 11 on suodoksen poistoputkien 16,17 kautta kytketty alipaine/ylipaine-lähteeseen 6a, esimerkiksi ilmapumppuun (kaavioraaisesti esitetty kuviossa 2). Akselin kuorten välisessä tilassa on virtauskanavat 13, jotka yhdistävät jakoventtiilit 6 suodatinkiekkoihin 4. Virtaus-kanavat 13 ovat kuviossa 1 esitetyssä sovellutusmuodossa järjestettyinä siten, että akselin 3 suunnassa neljä vierekkäistä ja siten samassa pyörimisvaiheessa olevaa kiekkosektoria 4a on yhdistetty toisiinsa samalla virtauska-navalla. Näin ollen on virtauskanavat onnistuttu pitämään suhteellisen lyhyinä. Kanavat 13 voivat olla putkia, joiden alkupäät ulottuvat aukkojen 5 kautta kiekkosektorien 4a sisään ja jotka päättyvät jakoventtiilin 6 päätypinnan 14 kohdalla akselin 3 kuorten välisessä päätyseinässä 3c oleviin aukkoihin 5a. Tämä on esitetty kuviossa 2. Kuviossa 1 esitetyssä sovellutusmuodossa virtauskanavat 13 on aikaansaatu järjestämällä akselin kuorten väliin ohuet akselin suuntaiset väliseinät 3d (kuvio 4). Tällöin erillisiä putkia ei tarvita.The basin of the filter is indicated by the reference number 1. The basin 1 has a rotating tubular shaft 3> bearing an outer shell 3a and an inner shell 3b mounted via bearings 2. Hollow filter discs 4 are spaced apart from the outer shell 3a of the shaft. These consist of separate filter sectors 4a which communicate with the space between the shells of the shaft via openings 5 arranged in the outer shell 3a of the shaft. Around the shaft 3 are arranged annular fixed distribution valves 6, which are supported by means of spring members 7 and support members 8 in the filter basin 1. For assembly reasons, the valve consists of three different parts 67304, the connections between which are indicated in Fig. 2 by reference numeral 20. divided into three chambers 10, 11 and 12. The chamber 12 is directly, and the chambers 10 and 11 are connected via a filtrate outlet pipes 16, 17 to a vacuum / overpressure source 6a, for example an air pump (shown schematically in Figure 2). In the space between the shaft shells there are flow channels 13 connecting the distribution valves 6 to the filter discs 4. In the embodiment shown in Fig. 1, the flow channels 13 are arranged so that four adjacent disc sectors 4a in the axial direction 3 are connected to each other by the same flow channel. Thus, the flow channels have been managed to be kept relatively short. The channels 13 may be tubes, the initial ends of which extend through the openings 5 inside the disc sectors 4a and which end at the end surface 14 of the distribution valve 6 in the openings 5a in the end wall 3c between the shells of the shaft 3. This is shown in Fig. 2. In the embodiment shown in Fig. 1, the flow channels 13 are provided by arranging thin axial partitions 3d between the shaft shells (Fig. 4). In this case, separate pipes are not required.

Venttiilin molemmissa päätypinnoissa 14 on aukot 10a,11a ja 12a, jotka on molemmin puolin sijoitettu siten, että akselin 3 pyöriessä virtauskanavien 13 loppupäät vuorotellen yhdistyvät aukkoihin 10a, 11a ja 12a. Pyörivän akselin 3 ja kiinteän jakoventtiilin 6 välille on sopivalla tavalla järjestetty tiivisteitä ja kulutuslevyjä (ei näytetty). Seuraavassa selostetaan suotimen toimintaa.Both end faces 14 of the valve have openings 10a, 11a and 12a which are arranged on both sides so that, as the shaft 3 rotates, the end ends of the flow channels 13 alternately connect to the openings 10a, 11a and 12a. Seals and wear plates (not shown) are suitably arranged between the rotating shaft 3 and the fixed distribution valve 6. The following describes the operation of the filter.

Suodatettavaa suspensiota tuodaan altaaseen 1 putken 15 kautta. Akselia 3 pyöritetään esimerkiksi sähkömoottorin avulla. Jakoventtiilin 6 kammiot 10 ja 11 saatetaan ilma-pumpun 6a avulla alipaineen alaisiksi. Riittävä ja sopiva alipaine on suuruusluokkaa 40-70 kPa. Akselin pyörimissuunta on kuviossa 3 esitetty nuolella. Akselin pyöriessä uppoaa kukin suspensiota suodattavalla verkkopinnalla varustettu suodatinsektori 4a vuorollaan altaaseen 1 olevaanThe suspension to be filtered is introduced into the basin 1 via a pipe 15. The shaft 3 is rotated, for example, by means of an electric motor. The chambers 10 and 11 of the distribution valve 6 are pressurized by means of an air pump 6a. Sufficient and suitable vacuum is of the order of 40-70 kPa. The direction of rotation of the shaft is shown in Figure 3 by an arrow. As the shaft rotates, each filter sector 4a provided with the mesh surface to be filtered sinks in turn into the basin 1.

IIII

5 67304 suodatettavaan suspensioon. Sektori 4a saavuttaa akselin 3 kierroksen aikana ensin aseman, jossa se virtauskanavan 13 kautta kytkeytyy jakoventtiilin 6 kammioon 10 aukon 10a välityksellä. Kammiossa 10 ylläpidetyn alipaineen johdosta imeytyy tällöin suodatetta virtauskanavien 13 kautta altaasta kahdesta suunnasta jakov-enttiiliin, josta se poistetaan yhteyden 16 kautta. Samalla kerääntyy suspensiosta suodatettua massaa suodatinsektorin 4a pinnalle. Tämä sektorille kerääntynyt massa parantaa sektorin suodatinkykyä. Akselin pyöriessä seuraavaan vaiheeseen, jolloin sektori 4a tulee yhteyteen niinikään alipaineenalaiseen kammioon 11, tuloksena on näin ollen puhtaampaa suodatetta, jota poistetaan yhteyden 17 kautta. Näin saadaan puhtausasteeltaan kaksi erityyppistä suodatetta. Akselin 3 kierroksen viimeisessä vaiheessa suodatinsektori 4a nousee suspension pinnan yläpuolelle, jolloin sektorille kerääntynyt suodatettu massa poistetaan. Tähän tarkoitukseen kytketään jakoventtiilin kammio 12 normaaliin ilmapaineeseen tai sitä korkeampaan paineeseen, joka helpottaa suodatetun massan irrottamista sektorien pinnalta. Irrottaminen tapahtuu sinänsä tunnetulla tavalla kaapimilla ja/tai vesisuihkuilla, jonka jälkeen irrotettu massa poistetaan putken 18 kautta. Tämän jälkeen toiminta sektorin 4a osalta toistuu.5 67304 to a suspension to be filtered. During the rotation of the shaft 3, the sector 4a first reaches a position where it is connected to the chamber 10 of the distribution valve 6 via the opening 10a via the flow channel 13. Due to the vacuum maintained in the chamber 10, the filter is then absorbed through the flow channels 13 from the basin in two directions to the Jakov valve, from where it is removed via the connection 16. At the same time, the filtered mass accumulates from the suspension on the surface of the filter sector 4a. This mass accumulated for the sector improves the filtering capacity of the sector. As the shaft rotates to the next stage, when the sector 4a also comes into contact with the vacuum chamber 11, the result is thus a cleaner filter which is removed via the connection 17. This gives two different types of filters of different purity. In the last stage of the cycle of the shaft 3, the filter sector 4a rises above the surface of the suspension, whereby the filtered mass accumulated in the sector is removed. For this purpose, the distribution valve chamber 12 is connected to a normal air pressure or higher, which facilitates the removal of the filtered mass from the surface of the sectors. Removal takes place in a manner known per se with scrapers and / or water jets, after which the detached mass is removed via a pipe 18. After this, the activity for sector 4a is repeated.

Näin on yksinkertaisella jakoventtiilien järjestelyllä aikaansaatu tehokas kiekkosuodin. Kuviossa 1 esitetyssä sovellutusmuodossa akseli 3 on jaettu aksiaalisesti väliseinällä 19· Kaksi kappaletta kaksipuolisesti toimivaa imuventtiileitä takaa tässä sovellutusmuodossa alipaineen tasaisen ja oikean muodostumisen järjestelmässä.Thus, a simple disc filter is provided by a simple arrangement of distribution valves. In the embodiment shown in Fig. 1, the shaft 3 is divided axially by a partition wall 19 · Two pieces of double-acting suction valves in this embodiment ensure a uniform and correct formation of a vacuum in the system.

Keksintö ei rajoitu esitettyihin sovellutusmuotoihin, vaan useita keksinnön muunnelmia on ajateltavissa oheisten patenttivaatimusten puitteissa.The invention is not limited to the embodiments shown, but several variations of the invention are conceivable within the scope of the appended claims.

Claims

A disk filter comprising a pool (1) for liquid to be filtered, a rotating shaft (3), in which there are a plurality of filtration discs (4) and in these several liquid filtering hollow suction sectors (4a) and one or more solid control valves (6) arranged during rotation of the shaft to rotate the suction sectors of the discs alternately under vacuum and alternately in external air pressure or possibly at a pressure higher than this, characterized in that each control valve (6) is placed between two adjacent groups of filter discs sd, that the control valve (6) interferes with the flow channel (13) of each filter disc disk group (4), preferably with flow channels (13) of several filter discs (4), which are guided in the direction of the shaft (3).

Disc filter according to claim 1, characterized in that the control valve (6) interferes with the same number of filtration discs (4) in each direction.

Disc filter according to claim 1 or 2, characterized in that the control valve (6) is substantially annularly surrounding the rotating shaft (3) which passes through the filter.

Disc filter according to claim 3, characterized in that the control valve (6) is divided by means of, in relation to the axis (3) of the filter, mainly axially directed intermediate walls (9) in several, preferably three chambers (10, 11, 12). say, that the chambers form sectors of the ring.

Disc filter according to claim 4, characterized in that pressure control devices (6a) are connected to the filter, by means of which the rescue pressures in the chambers (10, 11, 12) of each control are individually adjustable.