NO144842B - Skivefilter for filtrering av fiberholdig materiale - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et skivefilter for filtrering av fiberholdig materiale, hvilket filter omfatter en båsaksel som er forsynt med i hovedsaken i akselens lengderetning for-løpende båser, på båsakselen monterte, med filtrerende flater forsynte skiver med indre kanaler som er forbundet med tilsvarende akselkanaler, og fordelingsventiler som forbinder akselbåsene turmessig med undertrykk og turmessig med ytterlufttrykk og eventuelt også med høyere trykk enn ytterluftens trykk når akselen roterer, idet den av fordelingsventilen til akselbåsene tilkoplede, av undertrykk påvirkede, såkalte sugesone består av to deler av hvilke den første er den for separering av såkalt skittens filtrat beregnede sone, og den andre er den for separering av såkalt klart filtrat beregnede sone.

Skivefiltre av den angitte type anvendes eksempelvis for opptagelse av tremasser ved papirfremstilling. For dette formål anvendes enten trommelfiltre eller skivefiltre.

En ulempe ved trommelfiltre er liten filterflate sammenlignet med det byggevolum anlegget krever.

Skivefilteret har betydelig større filterareal enn trommelfilteret når det av anlegget opptatte volum er det samme. Som maskintype er skivefilteret derfor mer egnet for opptagelse av papirmasser, og særlig etter sortering der massens viskositet er lav og utvanningsegenskapene dårlige, og det således kreves stor filterflate. Hittil benyttede skivefiltre har imidlertid flere ulemper både i konstruksjons- og funksjonshenseende, slik at anleggenes driftssikkerhet ikke er tilfredsstillende og heller ikke det oppnådde filtrerings-resultat, hverken med hensyn til massens tørrsubstansinnhold eller viskositet og produksjonsmengde.

Utførte undersøkelser har vist at spesielt langt malte papirmasser meget raskt danner en massebane på filter-flaten og at filtratets strømning gjennom massebanen deretter raskt avtar.

Dette innebærer at de indre organer i et høyeffek-tivt skivefilter med hensyn til produksjonskapasitet og det filtrerte materiales avgangsviskositet bør være av en sådan hydraulisk beskaffenhet at det før løsgjøring garanterer til-strekkelig tid for massesjiktets tørking ved anvendelse av et betydelig høyere hastighetsområde enn det som rotasjons-hastigheten for nåværende skivefiltre tilsvarer.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe et skivefilter.som er uten de omtalte ulemper og som resulterer i et filtreringsforløp som er betydelig raskere og mer kort-varig enn ved de nå benyttede skivefiltre.

Ovennevnte formål oppnås med et skivefilter som er av den innledningsvis angitte type og som er kjennetegnet ved at fordelingsstedet mellom sonene er valgt slik at suget i separasjonssonen for klart filtrat begynner, dvs. akselbåsen kommer under sugepåvirkning, når akselbåsen befinner seg i akselens rotasjonsretning mellom stillingen 10° etter lavstilling og stillingen 60° etter lavstilling.

Med skivefilteret ifølge oppfinnelsen oppnås følgen-de fordeler:

- høy produksjon pr. filterflate

- stor resttykkelse

Begge disse fordeler har stor betydning ved behandling av massen i en moderne papirfabrikk med høy produksjon, f.eks. ved opptagelse av slipe- og rivemasse o.l., ved rensing av sirkulasjonsvann osv.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende

i forbindelse med et utførelseseksempel under henvisning til tegningene,•der fig. 1 viser et tverrsnitt av.skivefilteret ifølge oppfinnelsen og fig. 2 viser et langsgående snitt gjennom filteret.

Det på tegningen viste skivefilter omfatter et trau 1 som danner filterstammen. På denne er festet en såkalt hette 2.hvis formål er å innkapsle filterets bevegelige deler. Trauet 1 har bl.a. rørstusser 3 for massens innføring og en terskel 4 for jevn fordeling av massen. I trauet er det videre anordnet en skruetransportør 5 for å fjerne massen til en kasse 6 som er forsynt med en stuss 7 for et avgangsrør for masse.

På hetten 2 er anordnet bl.a. et vannrør 8 for massens løsgjøring, og fra hvilket det er avgrenset dusjrør 9 som er forsynt med munnstykker 10.. På hetten er det videre

anordnet et vaskevannsrør IT for viren, hvilket' rør er for-

synt med et forgreningsrør 12 samt munnstykker 13. Vaske-vannsrøret er' lagret om sin akse for dreining frem og tilbake en vinkel a.

I trauet 1 er anordnet en lomme- eller båsaksel 14

som er lagret for å rotere ved hjelp av lagre 15 og 16 samt lagerbukker 17 og 18. Båsakselen 14 er dannet av en sylind-risk mantel 19 og innenfor denne anordnede, med fordel koniske akselrør 20 og 21 hvis bredere ender er vendt mot hverandre. Mellom mantelen 19 bg de koniske rør 20 og 21 er anordnet langsgående mellomvegger 22 som deler opp rommet mellom' mantelen 19 og rørene 20, 21 i sektorer som danner lommer eller båser 23 som kan ha f.eks. den på fig. 1 viste form.

Inne i akselrørene er anordnet akseltapper'«24 og 25

på hvilke lagrene 15 og 16 er montert. Akseltappens 25 ende er passende forsynt med en drivanordniixg, f .eks."for en såkalt tappveksel (ikke vist på figurene). Fig!. 2 viser et lengde-snitt gjennom f ilteranordningen;. Figuren viser-bl.a-, båsakselens dobbeltendede konstruksjon, der akselbåsene begynner ved en ved akselens midtparti beliggende,flenslignende mellomvegg 2 6 og fører til begge ender av akselen.

På båsakselen er anordnet filterskiver 27 som er dannet av skivesektorer 28. I hver skive-finnes f.eks', tyve sektorer. Disse er i og for seg kjent. Deres sektorformede planflater er av en konstruksjon som er gjennomslippelig for vann, og består f.eks. av hullskiver mellom hvilke det finnes et rom 29. Ovenpå skivesektorene er det på i og for seg kjent måte festet en filtreringsduk. I skivesektorens nedre del og tilsvarende i akselen finnes en,åpning 30 gjennom, hvilken skivesektorens innerrom 2 9 står . i forbindelse med akselbåsen 23. Hver aksélrettet sektorrad, som de etter hverandre i de forskjellige skiver beliggende ;sektorer danner, står i forbindelse med en akselbås 23.

På båsakselens 14 ender er det på i og for seg' kjent måte anordnet f.eks. plane tetningsstykker 31 og 32. På båsakselens omkrets er anordnet tetninger 33 og 34. De ved hjelp av såvel tetningsstykkene 31 og 32 som tetningene 33 og 34

i avtettede, roterende akselbåser 23 forbindes turmessig med

undertrykk og turmessig med ytterlufttrykk og eventuelt også med høyere trykk enn ytterluftens trykk, dvs. tetningene danner tettende organer for den såkalte fordelingsventil. Fordelingsventilens stamme består av ved båseakselens 14 og

trauets 1 ender anordnede ventilrom eller -båser 35 og 36, i hvilke det er anordnet avløpsstusser 37, 38, 39, 40, 41 og 42 for filtrat, av hvilke stussene 37 og 38 er beregnet for såkalt grumset eller skittent filtrat, stussene 39 og 40 for klart filtrat og stussene 41 og 42 for såkalt restfiltrat. For å adskille filtratene fra hverandre er ventilrommet 35, 36 forsynt med en mellomvegg. I ventilrommets 35, 36 øvre del er anordnet en rørstuss 43, 44 til hvilken en sugepumpes sugerør er tilkoblet.

Ventilrommet 35, 36 er avtettet mot trauet eller

bassenget 1 ved hjelp av tetninger 45, 46. Til tetningsstykkene 31, 32 er tilkoplet rør 47, 48 som forbinder båsakselens 14 og skivesektorenes innerrom 29 med ytterluften eller eventuelt med høyere trykk enn ytterluftens, f.eks. én gang pr. akselomløp.

Massesuspensjonen som skal filtreres pumpes gjennom rørene 3 og over terskelen 4 til bassenget 1, der suspensjo-nens overflatenivå holdes f.eks. på planet A, slik at en del av skivene og båsakselen er nedsenket i massesuspensjonen.

Når akselen roterer i retningen for pilen B, dannes det på grunn av sugevirkning på filterskivene et massesjikt som fjernes i retningen for pilen C under anvendelse av en løsgjøringsdusj som kommer fra munnstykket 10 og er rettet mot massesjiktet. Mellom skivene er anordnet vertikalrør 49 i hvilke den ved løsgjøringsdusjens hjelp fra skivesektoren løsnede massekake 50 faller ned, og fra hvilke massen avgår ved hjelp av skruetransportøren 5. Det fra massesuspensjonen fraskilte filtrat havner på grunn av sugevirkning innenfor skivesektoren og herfra videre til akselbåsen, hvorfra filtratet strømmer gjennom fordelingsventilen til filtratbe-holderen.

Noe før skivesektoren ankommer til løsgjøringspunk-tet for masse, stenger fordelingsventilen vakuumet til den respektive akselbås og kobler denne til ytterluftens trykk, slik at massekakens løsgjøring lettes. Ved hjelp av virens vaskerørsystem 11, 12 og 13 og vanndusjene rengjøres filter-dukeh før sektorens nedsenkning i massesuspensjonen. Etter at skivesektoren er nedsenket i massen, tilkoples vakuumet ved fordelingsventilens hjelp til den respektive akselbås tilnærmet i punktet D. Filterets funksjon er således i hovedtrekk tidligere kjent.

Ved omfattende undersøkelser har man observert at filtreringsforløpet, særlig ved såkalte papirmasser, i begyn-nelsen av filtreringen er meget raskt, men blir langsommere etter noen sekunder, slik at den filtrerte vannmengde pr. tidsenhet meget raskt avtar til en brøkdel av verdien ved fil-treringens begynnelse. Man har observert at ved etterstrebel-se av stor produksjon pr. filterflate og høy avgangsviskositet bør filterets konstruksjon være av en slik beskaffenhet at filteret er i stand til effektivt å fjerne den momentane, men store mengde filtrat som strømmer i hver akselbås. Dette medfører at tømmingen av filteranleggets skivesektorer skjer raskt og mer tid gjenstår for tørking av massesjiktet, hvil-, ket igjen betyr høyere løsgjøringstykkelse og i og for seg tillater anvendelse av høyere omløpstall og således også større produksjon. Samtidig muliggjør dette en økning av om-løpstallet og produksjonen ved at det i bassenget tillates lavere overflatenivå for massen.

Veggene 22 mellom akselbåsene 23 er i det viste filter slik utformet at akselbåsens 23 og samtidig også mellomveggens 22 lengderetning avviker fra retningen av akselens midtlinje på en slik måte at den nærmest fordelingsventilen beliggende ende av akselbåsen 23 og mellomveggens 22 ende, sammenlignet med akselbåsens og mellomveggens annen, til den tverrgående mellomvegg 26 grensende ende, befinner seg etter i forhold til rotasjonsretningen. På denne måte stiger den ende av mellomveggen 2 2 som befinner seg lengst borte fra sugeventilen,opp fra massen før den mot sugeventilen beliggende ende. Mellomveggens 22 lengderetning avviker fortrinnsvis fra akselens lengderetning på en slik måte at mellomveggens indre, langsløpende kant danner en skruelinje. Skrue-linjen er bratt stigende og dens retning avviker bare noe fra akselens midtlinje. En passende stigning er eksempelvis at en 4 m lang mellomveggs ene ende ligger ca. 15 - 20° foran den annen ende.

Akselbåsens 23 og mellomveggens 22 tverrgående retning avviker fira retningen av sylinderens 19 radius på en slik måte at den nærmest akselsenteret beliggende del av båsen og mellomveggens kant, sammenlignet med den lengst borte fra akselsenteret beliggende del av båsen og mellomveggens kant, ligger etter i forhold til rotasjonsretningen. Således stiger mellomveggens 22 ytterkant opp fra massesuspensjonen før in-nerkanten. Mellomveggen 22 er dessuten med fordel bueformet på tvers, slik at mellomveggens. konkave side går foran når akselen roterer.

Med den ovenfor beskrevne utforming av mellomveg-gene 22 oppnås at mellomveggen 22 på båsakselens 14 ved rota-sjonen oppadstigende side i hvert punkt heller nedover i filtratets strømningsretning og mot filtratets avgangsstusser.

På fig. 2 er det for tydelighets skyld bare vist to mellomvegger 22. Disse to ved siden av hverandre beliggende mellomvegger befinner seg i venstre halvdel av fig. 1, og de fremgår sett fra venstre mot høyre side på fig. 1. På fig. 2 er en mellomveggs ytterkant betegnet med henvisningstallet 51, og samme mellomveggs innerkant er betegnet med 51'. Den annen mellomveggs ytterkant er betegnet med 52 og samme mellomveggs med strektegnede linjer viste innerkant er betegnet med 52'.

Akselbåsenes 23 av undertrykk påvirkede, såkalte sugesone består av to deler E og F slik at såkalt skittent eller grumset filtrat avgår gjennom den første sugesone E. Til den annen sone F ankommer såkalt klart eller rent filtrat som filtreres gjennom den av massen allerede delvis dekkede skiveflate. Fordelingsstedet mellom sonene E og F er valgt slik at suget i separasjonssonen for klart filtrat begynner når akselbåsen 23 befinner, seg mellom lav-stilling i akselens rotasjonsretning og en stilling som ligger 60°, fortrinnsvis 10 - 50°, og helst 15 - 45° etter lav-stilling. I den første sugpåvirkede sone eller sonen E for såkalt skittent filtrat, begynner suget i akselbåsen tidligst når akselbåsen befinner

seg 45° foran sin lavstilling.

Den foran beskrevne utførelsesform er bare beregnet som et eksempel og begrenser ikke oppfinnelsen bare til

det som.er angitt i beskrivelsen. F.eks. kan skivenes antall varieres, filteret kan ha en ende, skivenes innbyrdes forhold kan være andre enn hva som fremgår av tegningene, fordelingsventilens utformning kan være forskjellig, filteranlegget kan være forsynt med en sugepumpe eller være av selvsugende type, massebanens løsgjøring kan alternativt skje etter sektorens høystilling, osv.

Claims (4)

1. Skivefilter for filtrering av fiberholdig materiale, hvilket filter omfatter en båsaksel (14) som er forsynt med i hovedsaken i akselens lengderetning forløpende båser (23), på båsakselen monterte, med filtrerende flater forsynte skiver (27) med indre kanaler (30) som er forbundet med tilsvarende akselkanaler, og fordelingsventiler som forbinder akselbåsene (23) turmessig med undertrykk og turmessig med ytterlufttrykk og eventuelt også med høyere trykk enn ytterluftens trykk når akselen roterer, idet den av fordelingsventilen til akselbåsene (23) tilkoplede, av undertrykk påvirkede, såkalte sugesone består av to deler av hvilke den første er den for separering av såkalt skittent filtrat beregnede sone (E), og den andre er den for separering av såkalt klart filtrat beregnede sone (F), karakterisert ved at fordelingsstedet mellom sonene er valgt slik at suget i separasjonssonen (F) for klart filtrat begynner, dvs. akselbåsen (23) kommer under sugepåvirkning, når akselbåsen befinner seg i akselens (14) rotasjonsretning mellom stillingen 10° etter lavstilling og stillingen 60° etter lavstilling.

2. Skivefilter ifølge krav 1, karakterisert ved at suget i separasjonssonen (F) for klart filtrat begynner i akselbåsen (23) når akselbåsen befinner seg i området 10 - 50° etter sin lavstilling.

3. Skivefilter ifølge krav 1 eller 2, karakte-r i s e r t ved at suget i séparasjonssonen (F) for klart filtrat begynner i akselbåsen (23) når akselbåsen befinner seg i området 15 - 45° etter lavstilling.

4. Skivefilter ifølge krav 1, karakterisert ved at suget i den første sugepåvirkede sone eller den for separering av såkalt skittent filtrat beregnede sone (E) begynner i akselbåsen (23) tidligst når akselbåsen befinner seg 4 5° foran sin lavstilling.