NO122300B - - Google Patents

Description

Kontinuerlig trykkfilter.

Den foreliggende oppfinnelse går ut på et kontinuerlig trykkfilter til fortykning av en faststoffsuspensjon for å skaffe filtratvæske og et, fortykket slam, omfattende en rekke langstrakte hule filterelementer som rager ned fra en horisontal plate og er slik forbundet med denne at filtratvæske fra det indre av filterelementene tillates å passere opp gjennom platen, en beholder som omgir de nedragende filterelementer og er forbundet med platen slik at denna lukker den ene ende av beholderen, og som har ét innlop til å mate suspensjonen inn i beholderen under.trykk slik at filtrat presses inn i det indre ay filterelementene og opp gjennem platen, mens faste stoffer bringes til å samle seg på fil terelementene, og et utlop til utlevering av bunnfelt slam fra beholderen, organer for tilforsel og tilbakevaskningstrykkvæske til tilbakevaskning av filterelementene under et trykk som er storre enn innmatningstrykket, et hus som står i forbindelse med oversiden av platen og danner et filtratsamlekammer,og et utlop til å fore filtratvæske bort fra samlekammeret.

Véd fortykning av en. faststoff suspensjon i et slikt filter blir filterelementene vekselvis utsatt for filtrering og tilbakevaskning. Under filtreringsperiodene bygger der seg opp et skikt av de i suspensjonen foreliggende faste stoffer på yttersiden av filterelementene, mens en filtratvæske.fores fra det indre av filterelementene opp til filtrat-samlekammeret. De mellomlig-gende tilbakevaskningsperioder bevirker at skiktet av oppsamlede faste stoffer losnes fra filterelementene og faller ned i form av bruddstykker eller klumper gjennom den omgivende væske til en ne-denforliggende ansamling eller et skikt av fortykket slam, samtidig som filtermaterialet blir renset.

Det er en hensikt med oppfinnelsen å komme frem til forbedringer som tillater filtreringsfortykningen å utfores kontinuerlig og cyklisk, fortrinnsvis under anvendelse av selve filtratvæsken for tilbakevaskning.

Filteret ifolge oppfinnelsen erkarakterisert vedat der, som i og for seg kjent, mellom huset og platen er anordnet et kuppelformet deksel med innvendige radiale skillevegger som sammen med platen danner et betydelig antall adskilte filtratmottagningskamre som er tilknyttet hver sin gruppe av filterelementene og står i forbindelse med filtratsamlekammeret for å levere filtratvæske til dette når der ikke tilfores tilbakevaskningsvæske, at der, som i og for seg kjent, i huset er anordnet et roterende ventilorgan med en passasje som samvirker med mottagningskamrene for etter tur å forsyne disse med tilbakevaskningsvæske, og at der i huset videre er anordnet en stasjonær ventilinnretning som danner et tilforselskammer for tilbakevaskningsvæske og samvirker med det roterende ventilorgan, og som hele tiden under ventilorganets rotasjon har væsketettende anlegg mot dette og står i forbindelse med innlopet til den nevnte passasje.

Enkelte av disse trekk er angitt som i og for seg kjente. Dette skyldes hva som er kjent fra U.S. patentskrift nr. 2.391.534, som angår en separator til filtrering av fine partikler fra en gass.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet nærmere under henvis-ning til tegningen. Fig. 1 er et vertikalsnitt gjennom en filtreringsfortykningsenhet ifolge oppfinnelsen og viser hovedseksjonene av apparatet og en roterende kanal eller ventil til vasking av filterelementene samt betjeningsorganer for ventilen. Fig. 2 er et snitt i storre målestokk gjennom den ovre del av apparatet og viser mere detaljert sammensetningen av hovedseksjonene og mekanismen til kontinuerlig drift. Fig. 3 er et snitt i enda storre målestokk gjennom et av filterelementene. Fig. 4 er et snitt efter linjen 4_4 på fig. 2 og viser den roterende kanal for tilbakevaskningen og de tilhorende stasjo-nære tilbakestromningspassasjer som er anordnet i en sirkel rundt omdreiningsaksen for kanalorganet. Fig. 5 er et tverrsnitt etter linjen 7-7 på fig. 2 og viser et konkavt deksel som har radiale skillevegger for å danne sektorformede filtratmottagningskamre.

Det forbedrede filtreringsfortykningsapparat kan ifolge et utforelseseksempel som belyser oppfinnelsen, bestå av en enhet som omfatter tre hovedseksjoner montert over hverandre: I seksjon { å) omgir en .trykkfiltreringsbeholder et knippe av hule, oppad åpne, langstrakte filterelementer. I perioder hvor der finner sted en trykkfiltrering, bygger der seg på yt-terflaten av disse filterelementer eller filterror opp et skikt av faste stoffer fra suspensjonen. Periodene med trykkfiltrering veksler med perioder med tilbakevaskning for å bevirke frigjoring av faststoffskiktene samt rensing av filtermaterialet.

I seksjon (B) står en krets av filtratmottagningskamre som er anordnet rundt en vertikal akse, i forbindelse med hver sin gruppe av filterelementer.

Seksjon (C) tjener til kontinuerlig å samlecpp filtratvæsken, samtidig- som' gruppene av filterelementer tilbakevaskes etter tur og cyklisk ved anvendelse av et dreibart kanalorgan eller en ventil som betjenes for etter tur å danne stromningsfor-bindelse mellom en tilforsel av tilbakevaskningsvæske under trykk og hvert f ilt r-atmot tagning skammer og dermed hver gruppe av filterelementer.

Seksjon (A) av apparatet omfatter en sylindrisk beholder 10 som står på ben 11. I bunnen av beholderen er der mon tert et motordrevet roreverk 12 som kan drives med variabel hastighet og tjener til å holde et skikt S av tungt, fortykket slam i flytende og avtappbar tilstand. Beholderen oppviser et mannhull 13 på siden og en rekke tappestusser 13a. Ved den ovre ende av beholderen er der anordnet en tilforselsstuss 14 med"rentil 14a til under trykk å fore inn en faststoffsuspensjon som skal fortykkes. Suspensjonen fores inn i en matefordelingskanal 14b som kan strekke seg rundt den indre omkrets av beholderen og har utlops-åpninger 14c fordelt over lengden. I bunnen av beholderen er der en slamutlopsstuss 12a/ med en ventil 12b.

Den ovre ende av selve beholderen er lukket av en plate 15. De ovre ender av de nedragende, rorformede filterelementer 16 er avtagbart forbundet med platen 15. På filterelementene kan der danne seg et skikt av faste stoffer fra suspensjonen, mens filtratvæske passerer fra det indre av disse elementer opp gjennom platen. Nedentil ender filterelementene på en avstand D fra hva som er antydet som det mulige maksimale nivå L av skiktet av bunnfelt, fortykket slam. Denne avstand må være tilstrekkelig til å tillate klumper eller bruddstykker av skiktet av faste stoffer å falle ned på©lier ned i slamskiktet når de frigjores fra filterelementene.

Seksjon (B) av apparatet omfatter et hult eller konkavt deksel 17 som ligger over en plate 15 og ved kantene er festet til denne og til den ovre ende av beholderen ved hjelp av hurtig avtagbare skruetvinger l8. Dette deksel 17 har innvendige radiale skillevegger 19 som sammen med platen 15 danner en krans av filtratmottagningskamre 20 som er sektorformede og anordnet rundt den vertikale akse av beholderen. Den indre, smale ende av disse mottagningskamre dannes av en sylindrisk eller rorformet vertikal, skillevegg 21 som selv danner et midtkammer 22. Dekselet 15 og den ovre ende av beholderen holdes tett sammen med platen 15 mellom seg ved hjelp av skruetvingene l8. Sammensetningen av og det innbyrdes forhold mellom delene er slik at de nedre kanter av skilleveggene i dekselet lukker tett mot platen.15.

Gjennom hvert filtratmottagningskammer 20 strekker der seg en vertikal forankringsbolt 23 for ytterligere å holde dekselet og underkantene av skilleveggene tett an mot platen 15. Hvert kammer 20 har videre en avtapningsledning 24 med en lukkeventil 25 som en stikkprove av filtratvæsken fra hvert av kamrene 20 kan tas ut gjennom for inspeksjon av dens klarhet eller uklarhet som indikasjon på mulige defekter av et av filterelementene i de respektive grupper som er tilknyttet de mottagningskamre 20 som inspiseres.

Det konkave og inndelte deksel 17 er på oversiden ut-formet med et sentralt, horisontalt plateparti 26 som har en åpning for hvert kammer 20. Disse åpninger 27 er anordnet i en sirkel rundt den vertikale akse for beholderen og skaffer forbindelse mellom hvert kammer 20 og den foran nevnte filtratsamle- og tilbakevaskningsseksjon (C) som er montert over dekselet 17. Dekselet har videre boyler 28 på yttersiden, hvorved hele den ovre del av apparatet omfattende seksjonene (B) og (C) lettvint kan loftes av fra platen etter at skruetvingene l8 er fjernet, så filterelementene kan inspiseres. Monteringen av selve filterelementene og utforelse av disse vil bli beskrevet nærmere senere.

Seksjon (C) omfatter et hus 29 som danner et filtrat-samlekammer 29a som tjener til å samle filtratvæsken fra kamrene 20. Huset,som utgjor en del av en ventilinnretning.omfatter et sylindrisk parti 30 med en filtratutlopsstuss 30a og en deksel-flate 31 som er festet til sylinderen. En sliteplate 32 ved den nedre ende av huset er angitt å tilhore seksjon (C). Denne plate er innskutt mellom undersiden av huset 29 og oversiden av dekselet 17, og disse deler holdes stramt sammen i anlegg mot hverandre ved hjelp av bolter. Sliteplaten har åpninger 33 av trapesform (se fig. 4) som stort sett faller sammen med åpningene 27 i dekselet 15.

Inne i huset eller filtratsamlekammeret 29a er der montert en fordelingsmekanisme som kan betjenes for etter tur og i gjentatte cykler å fore en strom av tilbakevaskningsvæske, fortrinnsvis selve filtratvæsken, tilbake til kamrene 20 i motsatt retning av filtratstrommen. Minst ett av kamrene 20 og den gruppe av filterelementer som står i forbindelse med dette, underkastes en tilbakevaskning, mens de ovrige grupper av filterelementer som er tilsluttet de ovrige kamre 20, utforer en trykkfiltrering.

Fordelingsmekanismen omfatter ifolge oppfinnelsen en roterende ventil eller ledning 35 som er festet til en vertikal aksel 36 som kan drives med variabel hastighet av en motordrivan-ordning 37 f°r å dreie ventilen slik at en skråttstilt, radial kanal eller passasje 38 i ventilen 35 etter tur settes i stromnings-forbindelse med kamrene 20 for å fore vaskevæske ned til kamrene som antydet ved pilene R-l, mens filtratvæske passerer oppover

i retningen for pilene R-2 fra de ovrige kamre 20 som ikke står

i forbindelse med passasjen 38 for vaskevæske. Under sin rotasjon står denne passasj.e til enhver tid i forbindelse med en ringformet nedad åpen tilforselskanal 39 som dannes av en stasjonær innretning eller et stasjonært ringformet hode 40 som omgir akselen og har plant anlegg mot oversiden av ventilen 35- Dette ringformede hode har en hals 41 som via en fleksibel, rorformet skjot 42 står i forbindelse med et inniop 43 som utgjor en del av huset 29.

Den vertikale aksel 36 er forbundet med ventilen 35 ved kiler og kan beveges noe i akseretningen i forhold til denne, samtidig som den kan dreie seg fritt i det ringformede hode 40-Akselen strekker seg opp gjennom dekselplaten 31 gjennom en egnet pakning eller pakkboks44. Akselen har et nedre endeparti 45 som strekker seg gjennom sliteplaten 32 inn i det sentrale kammer 22. En skruetrykkfjær Afc som omgir dette nedre endeparti av akselen, har anlegg mot sliteplaten 32 og en låsemutter 47°g presser så-ledes det ringformede hode til anlegg mot ventilen 35 og denne til anlegg mot sliteplaten 32. Fjærtrykket virker via en hylse 48 som er festet til akselen, og som virker på et vertikalt aksialkule-lager 49•

Den roterende ventil 35 har glattbearbeidede parallelle over- og undersider som står i glidende beroring med lignende be-arbeidede overflater av det ringformede hode 40°g sliteplaten 32. Den roterende ventil 35 består av et legeme i form av en hul, av-kortet kjegle som er åpen ved bunnen, men lukket ved toppen, bort-sett fra en innlopsåpning til den skråttstilte stromningspassasje 38, som bryter kjeglegrunnformen. Den skråttstilte passasje 38 har et inni op st verr snitt 51°g et utlop st verr snitt 53 •

På fig. 3 er et filterelement 16 vist å omfatte et stykke av et stivt ror 65 av porost materiale og betydelig veggtykkelse, f.eks. av porost polypropenmateriale som er meget motstandsdyktig overfor virkningen av kjemikalier og varme. Den ovre ende av det stive ror er forbundet med en flens 65a, mens den nedre ende er lukket av et endestykke 66 som er fast bundet til roret og har perfore-ringer 67.

En hylse 68 av fleksibelt, porost filtermateriale som

kan bestå av en egnet filterduk eller filt, ligger tett rundt det stive ror. Den nedre ende av denne rorformede hylse av filter -

materiale er lukket, f.eks. ved hjelp av en søm 69 og/eller et bindemiddel, så der fås en liten nedad avsmalnende lomme 70 under den nedre ende av det stive rør. Den øvre ende av filterhylsen 68 er forbundet med et flensorgan 71 som består av et bøyelig fjærende deformerbart materiale, f.eks. et gummimateriale. Dette flensorgan har en flens 72 som rager ut fra et sylindrisk parti 73 som er godt fastgjort til omkretsen av den øvre ende av filterhylsen, f.eks. ved hjelp av en søm rundt omkretsen og/eller et klebemiddel. Når et filterelement som er sammensatt på denne måte, forbindes med platen 15,

blir den stive rørflens 65a og den tilstøtende fleksible flens 72 komprimert kraftig av en holdeplate 7^ som ved hjelp av bolter presses ned mot platen 15, hvorunder gummiflensen 72 virker som en pakning til tetning av forbindelsen mot drifttrykket i beholderen. Der er en holdeplate fH i hvert kammer 20, og hver av platene har sektorform svarende til formen av kammeret, slik det er klart vist på fig. 5. Platene har videre løftehåndtak 75 til bruk ved avtagning av platene for inspeksjon av filterelementene.

Driften av filtreringsfortykningsapparatet ifølge oppfinnelsen er meget fleksibel, idet lengden av filtreringsperioden lett kan varieres ved variasjon av hastigheten av den roterende tilbakevaskningsventil.

Videre vil det i forbindelse med den fleksibilitet

i utformningen som kan fås med den beskrevne enhet, bemerkes at det grunnleggende forhold mellom lengden av filtreringsperioden og lengden av tilbakevaskningsperioden kan forandres ved variasjon av oppdelingen av platen 15, hvorved antall filtrat-mottagende kamre 20 med tilhørende filterelementer kan endres, noe som naturligvis også må ledsages av en tilsvarende endring av antall åpninger i sliteplaten 32. Bevegelsen av den roterende ventil som inneholder tilbakevaskningspassasjen, kan være kontinuerlig eller trinnvis fra en åpning 33 til den neste.

Som følge av den ovenfor angitte fleksibilitet av driften, er den kontinuerlige filtreringsfortykningsenhet ifølge oppfinnelsen spesielt egnet til fortykning av suspensjoner som kan kreve korte filtreringscykler, d.v.s. når filtreringsperiodene må være relativt korte som folge av arten av faste stoffer i suspensjonen. Dette krav kan lett tilfredsstilles ved valg av en passende hastighet av den roterende tilbakevaskningsventil.

Et eksempel på en slik tilstand foreligger når såkalt bakvann som

fås ved cellulosekoking, og som består av findelt kalsiumkarbonat suspendert i en kaustisk væske, skal fortykkes for å bevirke separe-

ring og gjenvinning av oppløsninger for fornyet anvendelse uavhen-

gig av det findelte kalsiumkarbonat, som i sin tur også kan an-

vendes påny. I et slikt tilfelle kan filtreringsperioden bare være så lang at et relativt tynt, tett skikt av disse fine, faste stoffer tillates å danne seg på filterelementene. Dette skikt må

losnes, hvoretter en grundig rensende motstrom av tilbakevasknings-

væske må fores gjennom filtermaterialet mens dette holdes i utvi-

det tilstand. I denne tilstand kan partikler lett fjernes fra de utvidede porer i filtermati^let, idet tilbakevaskningsvæsken lett fordeler se£over det rom som oppstår mellom det eks-

panderte filtermateriale og det stive ror som folge av tilbakevaskning st rykket .

Når trykkfiltreringsperioden innledes, vil igjen

filterhylsen komme til anlegg mot det stive porose bæreror, hvor-

ved muligheten for tilstopning av filtermaterialet reduseres til et minimum.

Claims (1)

1. Kontinuerlig trykkfilter til fortykning av en faststoff suspensjon for å skaffe filtratvæske og et fortykket slam, omfattende en rekke langstrakte hule filterelementer (l6) som rager ned fra en horisontal plate (15) og er slik forbundet med denne at filtratvæske fra det indre av filterelementene (16) tillates å passere opp gjennom platen, en beholder (10) som omgir denedragende filterelementer (l6) og er forbundet med platen (15) slik at denne lukker den ene ende av beholderen, og som har et innlop (14) til å mate suspensjonen inn i beholderen (10) under trykk slik at filtrat presses inn i det indre av filterelementene (l6) og opp gjennom platen (15), mens faste stoffer bringes til å samle seg på filterlementene, og et utlop (12a, 12b) til utlevering av bunnfelt slam fra beholderen, organer (43) f° r tilforsel av tilbakevaskningstrykkvæske til tilbakevaskning av filterelementene under

   et trykk som er storre enn innmatningstrykket, et hus (29) som står i forbindelse med oversiden av platen (15) og danner et filtrat-samlekammer (29a), og et utlop (30a) til å fore filtratvæske bort fra samlekammeret, karakterisert ved at der, som i og for seg kjent, mellom huset (29) og platen (15) er anordnet et kuppelformet deksel (17) med innvendige radiale skillevegger (19) som sammen med platen danner et betydelig antall adskilte filtratmottagningskamre (20.) som er tilknyttet hver sin gruppe av f ilter-elementene og står i forbindelse med filtratsamlekammeret (29a) for å levere filtratvæske til dette når der ikke tilfores tilbakevaskningsvæske, at der, som i og for seg kjent, i huset (29) er anordnet et roterende ventilorgan (35) med en passasje (38) som samvirker med mottagningskamrene (20) for etter tur å forsyne disse med tilbakevaskningsvæske, og at der i huset (29) videre er anordnet en stasjonær ventilinnretning (40) som danner et tilforselskammer for tilbakevaskningsvæske og samvirker med det roterende ventilorgan (35)>° g som hele tiden under ventilorganets rotasjon har væsketettende anlegg mot dette (35)° g står i forbindelse med innlopet (51) til den nevnte passasje (38).