NO157406B - Roterbart filter. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører et roterbart filter fortrinnsvis for separering av fibre fra en fibersuspensjon, omfattende ringformede filterskiver som hver er sammensatt av et antall hule filterelementer som er forsynt med vegger av silduk, en horisontal, trommelformet aksel som er anordnet roterbart i en beholder som f.eks. inneholder fibersuspensjon, hvor de ringformede filterskiver er montert i det vesentlige innbyrdes parallelt og aksialt på linje med hverandre på akselen, avløpsrør for filtret som strekker seg aksialt langs den tromelformede aksels mantel og er tilkoblet filterelementene gjennom utløp ved elementenes radialt sett innerste deler, slik at det indre av de filterelementer som er beliggende aksialt på linje med hverandre langs den trommelformede aksel kan kommunisere med det indre av et eneste aksialt avløpsrør, og en oppsamllingstrakt for fiberkaker, som strekker seg sentralt gjennom den trommelformede aksel langsmed alle filterskiver og som er innrettet til å motta fiberkaker når filtre er i drift, hvor fiberkakene etter at de har løsgjort seg fra filterelementenes silduker over den trommelformede aksel faller ned mellom de aksiale avløpsrør.

Et sådant filter er kjent fra svensk patentskrift 387.544. Det roterbare skivefilter som beskrives i dette patentskrift innebærer et fremskritt sammenlignet med til da forekommende konstruksjoner. Ved å plassere oppsamlingstrakten for den fraseparerte fibermasse inn i akselen kunne man oppnå den fordel å utnytte filterflaten bedre ettersom væskenivået i filter-beholderen kunne forhøyes sammenlignet med hva oms tidligere har vært mulig. Ettersom oppsamlignstrakten plasseres i akselen istedet for mellom filterskivene,løper disse helt fritt uten slitasje, hvorved dennes livslengde øker.

Dessuten kan avstnaden mellom filterskivene gjøres mindre. Rombehovet for et skivefilter med en viss kapasitet ble derfor vesentig reduserte. Imidlertid har roterende filtre av denne art visse svakheter. Det kreves således fortstt en forholdsvis stor filterflate for en viss separeringskapasitet. Dessuten må de aksiale avløpskanaler i akselen utformes med ett i prinsipp rektangulært tverrsnitt med den langsgående symmetriakse anordnet sammenfallende med den roterbare aksels radier, for at åpningene inn mot den roterbare aksels sentrale rom skal kunne bli tilstrekelig store for passering av fraseparerte fibre inn til oppsamlingstrakten. Denne utforming av avløpskanalene som jo er utsatt for vekslende belastning innebærer at veggtykkelsen må velges forholdvis stor, men stor vekt som resultat. Dessuten er tilvirkningen meget kostbar.!

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et roterbart filter av den innledigsvis nevnte art, som er vesentlig øket kapasitet pr. enhet filterflate, større drifts-sikkerhet, større tørrgehalt i den fraseparerte fibermasse og som dessuten er lettere i vekt og er billigere å fremstille.

Et sådant skivefilter utmerker ifølge oppfinnelsen seg ved at de aksiale avløpsrør, sett i snitt på tvers av den trommelformede aksel, er anordnet i grupper på minst to avløpsrør, hvor avstanden mellom nærliggende avløpsrør i hver gruppe er vesentlig mindre enn avstanden mellom nærliggende grupper. Derved kan skivefilteret drives med vesentlig større rotasjons-hastighet enn hva som hittil har vært mulig, nemlig med opptil dobbelt rotasjoshastighet, hvilket innebærer opptil 40% økning av kapasiteten. Avstanden mellom de aksiale avløpskanaler bestemmer størrelsen av de nevnte åpninger og har derved vært bestemmende for den mulige rotasjoshastighet.

Ifølge oppfinnelsen kan avløpsrørene i samme gruppe befinne seg på eller i nærheten av samme radius fra den trommelformede aksels senterakse og i forskjellig radial avstand fra dennes senterakse. Avløpsrørene har fortrinnsvis sirkulært tverrsnitt.

I en og samme gruppe av avløpsrør kan de avløpsrør som befinner seg nærmere den trommelformede aksels senterakse anordnet forskjøvet i omkretsretningen i den trommelformede aksels rotasjonsretning i forhold til de avløpsrør som er beliggende i større avstand fra nevnte senterakse. Sett i et tverrsnitt ligger avløpsrørene fortrinnsvis i det vesentlige i samme avstand fra den trommelformede aksels senterakse.

Ved en utførelse av oppfinnelsen er det indre av et filterelement i forbindelse med det indre av et avløpsrør som befinner seg sett i den trommelformede aksels rotasjonsretning etter filterelementet eller i den bakre del av samme, mens det indre av et annet filterelement, som støter til det førstnevnte filterelement etter dette, sett i den trommelformede aksels rotasjonsretning er i forbindelse med det indre av et annet avløpsrør anordnet i gruppen med det førstnevnte avløpsrør. I utførelser hvor avløpsrørene ikke er sirkulære kan avløpsrørene sett i tverrsnitt være utformet med i det minste en felles vegg som skiller avløpsrørene.

Filteret kan være utstyrt med ledeplater som sett i den trommelformede aksels rotasjonsretning er anordnet i det minste på forsiden av avløpsrørene. Platene strekker seg fortrinnsvis utenfor avløpsrørene i radial retning og de kan dekke i det minste en del av filterelementenes radiale utstrekning.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere nedenfor ved hjelp av eksempler og under henvisning til tegningene, hvor

fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom et roterbart filter ifølge oppfinnnelsen, med snittet langs linjen I-l på fig. 3,

fig. 2 viser en utfolding av et snitt langs linjen II-II på fig. 1,

fig. 3 viser et snitt langs linjen III-III på fig. 1,

fig.4 viser et snitt langs linjen IV-IV på fig. 1, dvs. en del av fig. 3 i større skala,

fig. 5 viser en annen utførelse av samme apparatdel som er vist på fig. 4,

fig. 6 og 7 viser alternative utførelser av avløpskanaler med ledeplater vist i tverrsnitt,

fig. 8 viser ytterligere en utførelsesform av samme apparatdel som er vist på fig. 4,

fig. 9 viser et snitt langs linjen IX-IX på fig. 8,

fig. 10 og 11 viser alternative utførelser av avløpskanaler med felles skillevegg vist i tverrsnitt,

fig. 12, 13 og 14 viser forskjellige utførelser av anordniger for løstagning av fiberkaken, sett i tverrsnitt,

fig. 15 viser en ytterligere utførelse av samme apparatdel som er vist på fig. 4, og

fig. 17, 17 og 18 viser tildels i tverrsnitt og skjematisk apparatdeler som omfatter filterelementer, aksiale kanaler samt utløp for filtrat.

Fig. 1 viser en beholder 1 for fibersuspensjon med en i beholderen delvis nedsenket og roterbart lagret horisontal

filterrotor 2. Den sistnevnte er sammensatt av et antall ringformede filterskiver 3, som er anordnet i det vesentlige parallelt på en horisontal trommelformet aksel 4 som er sammenkoblet med en drivmotor. Filterskivene 3 er sammensatt av et antall separate filterelementer 5 som hvert er utformet som et hult legeme som er forskynt med vegger av silduk og som gjennom en ved den radialt indre ende anordnet filtratutløpsåpning er i forbindelse med en aksialt forløpende avløpskanal 6. På fig. 4 vises mer i detalj hvordan et filterelement 5<*> står i forbindelse med en aksial avløpskanal-6- 4 gjennom en~tverrgående kanal 7<1>

2 2

og et filterelement 5 gjennom en tverrgående kanal 7 kommuni-3

serer med en aksial kanal 6 .

Den trommelformede aksel 4 er således bygget opp tildels av aksialt forløpende avløpskanaler 6 og tildels av tverrgående kanaler 7. Disse tverrgående kanaler kan dog erstattes med i filterelementene inngående, dvs. innbygde kanaler i såsom vist på fig.15, 17 og 18. Sammenkoblingen med en motor er ikke nærmere vist på figurene, men er utført i samsvar med velkjent teknikk.

En oppsamlingstrakt 8 er anordnet innført i akselen 4 gjennom dennes ene åpne ende, og strekker seg med sin oppad-vendende innløpsåpning 9 langs samtlige av akselen 4 bårne filterskiver 3. Filterrotoren 2 roterer i en retning som er an-gitt med en pil 10 på fig. 3, mens fibersuspensjonens nivå i beholderen 1 er vist med henvisningstallét 11. For at et roterbart filter av den aktuelle type skal fungere optimalt må, for-uten det unider nivået 11 på filterelementets 5 utside virkende hydrostatiske trykk, et på filterelementets 5 innside virkende undertrykk anordnes under passende del av rotasjonsbevegelsen.

Dette undertrykket kan tilveiebringes ved hjelp av en vakuumpumpe, eller ved at et avløpsrør 13 utformes som et så-kalt fallerør.

Når filterelementene 5 under rotasjonen når frem til avtagningssonen, avbrytes ved hjelp en sluseanordning 12 forbin-deisen mellom vakuumkilden og filterelementenes 5 indre, og dette forbindes istedet med atmosfæren, slik at undertrykket oppheves og fiberkaken kan tas av.

En transportskrue 14 er dreibart lagret i oppsamlingstrakten 8, og har som oppgave å mate ut den fibermasse som faller ned i trakten.

Som fremgår særlig klart fra fig. 4, 5 og 8 er de aksiale avløpskanaler 6, sett i et tverrsnitt, anordnet i grupper på minst to kanaler. På fig. 4 og 5 vises derved utførelsesformer hvor kanalenes symmetriaksler befinner seg nær samme radius mot den roterbare aksels senter, med ulike radiale avstander til nevnte senter. I følge fig. 8 befinner kanalene seg i det vesentlige i samme radiale avstand fra nevnte sentrum.

De på fig. 4 og 5 viste utførelser er slik at kanaler nærmere den roterbare aksels 4 senter (f.eks. 6 2 og 6 4 på fig.4) er anordnet periferisk forskjøvet i den roterbare aksels rotasjonsretning i forhold til kanaler i større avstand fra nevnte senter (6 1 og 6 3' på fig. 4). Kanalene på fig. 4 og 5 er utført med sirkulært tverrsnitt, mens kanalene på fig. 6 og 7 er rektangulære .

For å gjøre lettere fiberroassens passering fra filterelementene er ifølge fig. 5 kanalene 65 ,66 ,6 7 henholdsvis kanalene 6 8 , 6 9 , 6 10 forsynt med glideplater 15, 16 henholdvis 17, 18. Tilsvarende glideplater som dekker kanalene 6 1 og 6 2 henholdsvis 6 3 og 6 4 er på fig. 4 betegnet med henvisningstall 15 1 og le* henholdsvis 17^" og 18^". Ofte kan det i og for seg være tilstrekkelig å anordne slike glideplater bare på forsiden av kanalene, sett i rotasjonsretiiingen. Hvis kanalene, som vist på fig. 6 og 7, er rektangulære, utgjør kanalveggene en stor del av glideplatene og bare mindre deler, på disse figurer an-gitt med 19, 20 henholdsvis 21, 22 behøver å tilpasses for at en uforstyrret passering av fibermassen skal kunne oppnås ved ledeplatene i radial retningen strekker seg utenfor de nevnte aksiale kanaler. Ledeplatene 15, 16, 17, 18 på fig. 5 strekker seg som vist dessuten i radial retning, slik at de dekker en del av fiberelementenes 5 radiale utstrekning, hvorved en sikker passering for fibermassen oppnås.

Konstruksjonen som er gjengitt på fig. 8 innebærer at

16 17 18 19

kanalene 6 og 6 henholdsvis 6 og 6 ligger i det vesent-

lige i samme radiale avstand fra trommelens senter. De er dessuten sammenbygget med en felles skillevegg. Fig. 10 og 11 viser et par andre varianter av kanalene som også i dette tilfelle ligger i det vesentlige i samme avstand fra trommelens senter.

Fig. 15 viser enda en variant. Denne skiller seg fra de tidligere beskrevne ved at annet hvert filterelement er i forbindelse med en aksial kanal som - sett i tverrsnitt i trommelens dreieretning er anordnet foran filterelementet eller i den fremre del av samme.

Øvrige filterelementer kommuniserer med aksiale kanaler som med samme betraktningsmåte som ovenfor, er anordnet etter filterelementene eller i den bakre del av disse. Begge typer av aksiale kanaler er anordnet i grupper med to kanaler i hver gruppe.

For at en optimal funksjon skal kunne oppnås, anordnes, sett i rotasjonsretningen, filterelementets bakre vegg slik at i en stilling, når kommunikasjonen med vakuumkilden er avbrutt, og kommunikasjonen med atmosfæren er tilstede, den nevnte bakre vegg heller ned mot den aksiale kanal, dvs. sett i rotasjonsretningen heller ned mot horisontalplanet.

Fig. 18 viser skjematisk en kombinasjon av den prinsi-pielle utførelse ifølge fig. 4 og utførelsen ifølge fig. 5.

Som det fremgår av figuren består hver gruppe av tre aksiale kanaler, hvor hverttredje fiiterelement 18<*> er i forbindelse med en aksial kanal som, sett i rotasjonsretningen, er anordnet foran filterelementet eller i fremre delen av samme. Øvrige filterelementer i forbindelse med aksiale kanaler som er anordnet etter filterelementene eller i bakre delen av disse. De tre typer aksiale kanaler er anordnet i grupper med tre kanaler i hver gruppe. På figuren er kanalene vist i forskjellig radial avstand fra rotasjonssenteret, men en utførelse med kanalene i samme radiale avstand fra dette senter, og anordnet etter hverandre periferisk er også mulig. Fig. 16 viser skjematisk filtratets vei fra filterelementet gjennom aksial kanal til utløpet for filtrat til en ikke vist sluseanordning eller annen anordning for filtratutløp, ifølge fig. 1 til 3. Fig. 17 illustrerer skjematisk filtratets vei for en kon-

struksjon ifølge fig. 15.

Fig. 18 viser tilsvarende filtratets vei i en utførelse som innebærer en kombinasjon av utførelsen ifølge fig. 16 og 17.

Det fremgår at ved anordningen Ifølge fig. 16 er de aksiale kanaler som svarer til utslusningsåpning for hvert filterelement beliggende i samme vinkelavstand bakover regnet fra filterplatens tyngdepunkt til utslusningsåpningen.

Dette innebærer at filterelementene alltid kan tømmes helt, nesten uavhengig av filterelementenes form.

Ved utførelsen ifølge fig. 15 og 17 bør imidlertid filterelementene utformes med sluttende bakre vegg, for at ikke en lomme skal dannes som ikke kan tømmes. Dette gjelder fortrinnsvis i den stilling når kommunikasjonen med vakuumkilden har opphørt.

Visse lettawannede f ibersuspens joner gir opphav til meget tykke massesjikt som bare vanskelig kan tas av fra filtereler-mentet. På fig. 12, 13 og 14 vises noen anordninger ved filterelementenes 5 omkrets som gjør lettere avtagningen av fibermassen fra filterflaten. Fig. 12 viser en utførelse hvor filterelementenes 5 vegger 23 holdes sammen av en tverrvegg 24 på en sådan måte at veggene 23 rager radialt noe utenfor tverrveggen 24. Et dyseorgan 25 er anordnet slik at det under den del av den roterbare aksels 4 rotasjonsbevegelse, hvor fibermassen skal tas av, dvs. avtagningssonen, er rettet mot innsiden av den utragende del av veggene 23, slik at gass eller væske kan tilføres gjennom dyseorganet 25 slik at fibermassen løsner i ytterkanten og drar med seg resten av fiberkaken.

Et tilsvarende ledningsorgan 26 kan være anordnet for på tilsvarende måte å kunne forbindes med forbindelsesrør 27, 28 som munner ut i filterflaten i filterelementets vegger 29. Gass eller væske kan på lignende måte tilføres forbindelsesrørene og medvirke til at fibermassen løsner.

I en annen utførelse er et todelt ledningsorgan 30 anordnet for å kunne forbindes med forbindelsesrør 31, 32 som munner ut i filterflaten i filterelementets i dette tilfelle utadbøyde vegger 33, som holdes sammen av en periferisk tverrvegg 34. Fordelen med bøyde vegger er at fiberkaken ennu lettere kan tas av med denne konstruksjon.

Fig. 5 viser en utførelse hvor anordningene ifølge fig.12, 13 eller 14 er innebygget i et særskilt element 36 som er i forbindelse.med filterelementets indre.

Det roterbare filtrets virkemåte fremgår allerede av ovenstående beskrivelse. Fibersuspensjon mates inn gjennom et innløp 35 og fibermasse oppsamles på filterelementenes flate når de er nedsenket under nivå 11 i beholderen 1. Filtratet avgår kontinuerlig gjennom avløpsrøret 13. I den øvre stilling, dvs. i avtagningssonen opphører undertrykket og fiberkaken løs-ner, eventuelt med hjelp av de på fig. 12, 13, 14 viste innret-ninger, og den awannede fibermasse faller ned i oppsamlingstrakten 8 og mates ut.

Claims (11)

1. Roterbart filter, fortrinnsvis for separering av fibre fra en fibersuspensjon, omfattende ringformede filterskiver (3) som hver er sammensatt av et antall hule filterelementer (5) som er forsynt med vegger av silduk, en horisontal, trommelformet aksel (4) som er anordnet roterbart i en beholder (1) som f.eks. inneholder fibersuspensjon, hvor de ringformede filterskiver (3) er montert i det vesentlige innbyrdes parallelt og aksialt på linje med hverandre på akselen (4), avløpsrør (6) for filtrat som strekker seg aksialt langs den trommelformede aksels (4) mantel og er tilkoblet filterelementene (5) gjennom utløp ved elementenes radialt sett innerste deler, slik at det indre av de filterelementer som er beliggende aksialt på linje med hverandre langs den trommelformede aksel (4) kan kommunisere med det indre av et eneste aksialt avløpsrør (6), og en oppsamlingstrakt (8) for fiberkaker, som strekker seg sentralt gjennom den trommelformede aksel (4) langsmed alle filterskiver (3) og som er innrettet til å motta fiberkaker når filtre er i drift, hvor fiberkakene etter at de har løsgjort seg fra filterelementenes silduker i en dreiestilling over den trommelformede aksel (4) faller ned mellom de aksiale avløpsrør (6), karakterisert ved at de aksiale avløpsrør (6), sett i snitt på tvers av den trommelformede aksel (4), er anordnet i grupper på minst to avløpsrør, hvor avstanden mellom nærliggende avløpsrør i hver gruppe er vesentlig mindre enn avstanden mellom nærliggende grupper.

2. Roterbart filter ifølge krav 1, karakterisert ved at avløpsrørene (6) i samme gruppe befinner seg på eller i nærheten av samme radius fra den trommelformede aksels (4) senterakse og i forskjellig radial avstand fra denne senterakse.

3. Roterbart filter ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at avløpsrørene (6) har sirkulært tverrsnitt.

4. Roterbart filter ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at i en og samme gruppe av avløpsrør er de avløpsrør som befinner seg nærmere den trommelformede aksels (4) senterakse anordnet forskjøvet i omkretsretningen i den trommelformede aksels (4) rotasjonsretning i forhold til de avløpsrør som er beliggende i større avstand fra nevnte senterakse.

5. Roterbart filter ifølge krav 1, karakterisert ved at sett i et tverrsnitt ligger avløpsrørene (6) i det vesentlige i samme avstand fra den trommelformede aksels (4) senterakse.

6. Roterbart filter ifølge ett eller flere av kravene 1-5, karakterisert ved at det indre av et filterelement (37) er i forbindelse med det indre av et avløpsrør (6<2>4) som befinner seg sett i den trommelformede aksels (4) rotasjonsretning etter filterelementet (37) eller i den bakre del av samme, mens det indre av et annet filterelement (38), som støter til det førstnevnte filterelement (37) etter dette, sett i den trommelformede aksels (4) rotasjonsretning er i forbindelse med det indre av et annet avløpsrør (6<2>5) anordnet i gruppen med det førstnevnte avløpsrør (62 4).

7. Roterbart filter ifølge ett eller flere av kravene 1, 2, 4,5 og 6, karakterisert ved at avløpsrørene (6<1>6, 6<1>7, 6<2>4, 6<2>5) sett i et tverrsnitt er utformet med i det minste en felles vegg som skiller avløpsrørene.

8. Roterbart filter ifølge ett eller flere av kravene 1-7, karakterisert ved at hver gruppe avløpsrør (6) er i filterskivenes (3) omkretsretning beliggende i det vesentlige ved grensen mellom to nærliggende filterelementer (5).

9. Roterbart filter ifølge ett eller flere av kravene 1-8, karakterisert ved at filteret omfatter ledeplater (15-18) som sett i den trommelformede aksels (4) rotasjonsretning er anordnet i det minste på forsiden av avløpsrørene (6).

10. Roterbart filter ifølge krav 9, karakterisert ved at de nevnte ledeplater (15-18) strekker seg utenfor avløpsrørene (6) i radial retning.

11. Roterbart filter ifølge krav 10, karakterisert ved at ledeplatene (15-18) dekker i det minste en del av filterelementenes (5) radiale utstrekning i radial retning.