NO151848B - Skivefilter for filtrering av fiberholdig materiale - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et skivefilter omfattende en båsaksel som er forsynt med i hovedsaken i akselens lengderetning forløpende båser, på båsakselen monterte, med filtrerende flater forsynte skiver med innerrom som er forbundet med tilsvarende akselbåser, og en fordelingsventil aom, når akselen roterer, forbinder akselbåsene turmessig med undertrykk og turmessig med atmosfæretrykk og eventuelt også med høyere trykk enn atmosfæretrykket.

Skivefiltre av den angitte type benyttes eksempel-vis for opptagelse av tremasser ved papirfremstilling.

For det nevnte 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 konstruk-sjons- og funksjonshenseende, slik at anleggenes driftssik-kerhet ikke er tilfredsstillende og heller ikke det oppnådde filtreringsresultat, hverken med hensyn til massens tørrsub-stansinnhold 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 deret-ter raskt avtar.

Dette innebærer at de indre organer i et høyeffek-tivt skivefilter med hensyn til produksjonskapasitet og det filtrerte materiales avgangsviskqsitet hydraulisk bør være av en slik 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 enn ved de

nå benyttede skivefiltre.

Ovennevnte formål oppnås med et skivefilter av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjen-netegnet ved at den aksiale retning av veggene mellom akselbåsene avviker fra filterets lengderetning på en slik måte at den nærmest fordelingsventilen beliggende vegg i forhold til rotasjonsretningen befinner seg etter den lengst bort fra fordelingsventilen beliggende veggende.

Med skivefilteret ifølge oppfinnelsen oppnås føl-gende 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 resirkulasjonsvann 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 tegningene 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 avgangs-rør for masse.

På hetten 2 er anordnet bl.a. et vannrør 8 for massens løsgjøring, og fra hvilket det er avgrenet dusjrør 9 som er forsynt med munnstykker 10. På hetten er det videre anordnet et vaskevannsrør 11 for viren, hvilket rør er forsynt med et forgreningsrør 12 samt munnstykker 13. Vaske-vannsrøret er lagret om sin akse for dreining frem og til-bake 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 og 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 24 ende er passende forsynt med en drivanordning, f.eks. for en såkalt tappveksel (ikke vist på figurene). Fig. 2 viser et lengdesnitt gjennom filteranordningen. Figuren viser bl.a. båsakselens dobbeltendede konstruksjon, der akselbåsene begynner ved en ved akselens midtparti beliggende, flenslignen-de mellomvegg 26 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 29 står i forbindelse med akselbåsen 23. Hver akselrettet 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 avtettede, roterende akselbåser 23 forbindes turmessig med undertrykk og turmessig med atmosfæretrykk og eventuelt også med høyere trykk enn atmosfæretrykket, dvs. tetningene danner tettende organer for den såkalte fordelingsventil. Fordelingsventilens stamme består av ved båsakselens 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 rest-filtrat. For å adskille filtratene fra hverandre er ventil-rommet 35, 36 forsynt med mellomvegg. I ventilrommets 35, 36 øvre del er anordnet en rørstuss 43, 44 til hvilken en suge-pumpes sugerør er tilkoblet.

Ventilrommene 35, 36 er avtettet mot trauet eller bassenget 1 ved hjelp av tetninger 45, 46. Til tetningsstykkene 31, 32 er tilkoblet rør 47, 4 8 som forbinder båsakselens 14 og skivesektorenes innerrom 2 9 med ytterluften (atmosfæren) eller eventuelt med høyere trykk enn atmosfæretrykket, 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 4 9 i hvilke den ved løsgjøringsdusjens hjelp fra skivesektoren løsnede massekake 50 faller ned, og fra hvilke massen avgår ved hjelp av skruetransportøreh 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-duken før sektorens nedsenkning i massesuspensjonen. Etter at skivesektoren er nedsenket i massen, tilkobles 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 særlig ved såkalte papirmasser er filtreringsforløpet i be-gynnelsen av filtreringen meget raskt, men blir langsommere etter noen sekunder, slik at den filtrerte vannmengde pr. tidsenhet meget raskt avtar til en brøkdel av den verdi den representerte ved filtreringens begynnelse. Man har observert at ved etterstrebelse 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 filteran-leggets skivesektorer skjer raskt og mer tid gjenstår for tørking av massesjiktet, hvilket igjen betyr høyere løs-gjøringstykkelse og i og for seg tillater anvendelse av høyere omløpstall og således også større produksjon. Samtidig muliggjør dette en økning av omløpstallet og produksjonen ved at det i bassenget tillates lavere overflatenivå for massen.

Veggene 22 mellom akselbåsene 23 er ifølge oppfinnelsen slik utformet at akselbåsens 23 og samtidig også mellomveggens 22 aksialretning avviker fra filterets lengderetning på en slik måte at den nærmest fordelingsventilen beliggende ende av akselbåsen 23 og mellomveggens 22 ende, sammenlignet med akselbåsens og mellomveggens andre, til den tverrgående mellomvegg 26 grensende ende, befinner seg etter i forhold til rotasjonsretningen. På denne måte stiger den ende av mellomveggen 22 som befinner seg lengst borte fra sugeventilen opp fra massen, før den ved sugeventilen beliggende ende. Mellomveggens 22 lengderetning avviker for-trinnsvis fra filterets lengderetning på en slik måte at mellomveggens indre, langsgående kant danner en skruelinje. Skruelinjen er bratt stigende og dens retning avviker bare noe fra filterets lengderetning. En passende stigning er eksem-pelvis at en 4 m lang mellomveggs ene ende ligger ca. 15 - 20° foran den annen ende.

Akselbåsens 23 og mellomveggens 22 tverrgående

retning avviker fra retningen av sylinderens 19 radius på

en slik måte at den nærmest akselsenteret beliggende del av båsen og mellomveggens kant, sammenlignet med den lengst bort fra akselsenteret beliggende del av båsen og mellomveggens kant, ligger etter i forhold til rotasjonsretningen. Således stiger mellomveggens 22 ytre kant opp fra massesus-pens jonen før innerkanten. 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 rotasjonen oppadstigende side i hvert punkt heller nedover i filtratets strømningsretning og mot filtratets avgangsstusser.

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 andre 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°, fortrinns-vis 10 - 50°, og helst 15 - 45° etter lavstilling. 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 utforming kan være forskjellig, filteran-legget kan være forsynt med sugepumpe eller være av selv-sugende type, massebanens løsgjøring kan alternativt skje etter sektorens høystilling, osv.

Claims (5)

1. Skivefilter omfattende en båsaksel (14) som er forsynt med i hovedsaken i akselens lengderetning forløpende båser (23), på båsakselen (14) monterte, med filtrerende flater forsynte skiver (27) med innerrom (29) som er forbundet med tilsvarende akselbåser, og en fordelingsventil som, når akselen (14) roterer, forbinder akselbåsene (23) turmessig med undertrykk og turmessig med atmosfæretrykk og eventuelt også med høyere trykk enn atmosfæretrykket, karakterisert ved at den aksiale retning av veggene (22) mellom akselbåsene (23) avviker fra filterets lengderetning på en slik måte at den nærmest fordelingsventilen beliggende vege i forhold til rotasjonsretningen befinner seg etter den lengst bort fra fordelingsventilen beliggende veggende.

2. Skivefilter ifølge krav 1, karakterisert ved at den radiale retning av veggene (22) mellom akselbåsene (23) i retning utad fra akselens sentrum avviker fra filterets radialretning på en slik måte at den nærmest akselsenteret beliggende del av veggen befinner seg i rotasjonsretningen etter den lengst bort fra akselsenteret beliggende del av veggen.

3. Skivefilter ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at veggene (22) mellom akselbåsene (23) har form som en bratt stigende skrueflate hvis side i radial retning er rett.

4. Skivefilter ifølge krav 2, karakterisert ved at veggene (22) mellom akselbåsene (23) har form som en bratt stigende skrueflate hvis side i radial retning er bueformet på en slik måte at den konkave side går foran ved rotasjon av akselen.

5. Skivefilter ifølge ett av kravene 1-4, karakterisert ved at akselbåsens (23), vegg (22) på den i akselens (14) rotasjonsretning oppstigende aksel-side i hvert punkt heller nedover i filtratets strømnings-retning.