SE432715B - Roterande skivfilter - Google Patents

Description

20 25 30 35 8300697' C:¿ krymps så att den sluter tätt kring sektorn. I stället för perforerad plåt som däck kan andra typer av genomsläpp- liga organ förekomma såsom sträckmetall, trådgaller etc.

Material i sektorn är företrädesvis rostfritt eller syrafast stål för att klara förekommande miljöer och temperaturer. vartefter filtreringsprocessen fortgår sker en successiv igensättning av filterduken. För att motverka detta är skivfiltret försett med en duksprits som spritsar ren duken sedan fiberskiktet tagits av. Det har i praktisk drift visat sig att det därvid är av stor vikt att däcket av per- forerad plåt eller motsvarande organ och som utgör underlag för duken har en så stor öppen area som möjligt då detta i hög grad underlättar att hålla duken ren och öppen. Man kan tydligt se hur igensättningen börjar i den del av duken som ligger an mot underlagets operforerade yta.

Vid rening av fiberhaltigt bakvatten på ett skivfilter sker filtreringen först genom den renspritsade filterduken men vartefter filtreringscykeln framskrider bildas ett fiber- skikt på filterduken. Härigenom kommer filtratet att succes- sivt bli renare och renare under filtreringscykeln eftersom filtermediet blir tätare och tätare genom påbyggnad av fiber.

I filtrets sughuvud delas filtratströmmen upp så att två filtrat tas ut, ett s k förfiltrat från filtercykelns inled- ningsskede och ett s k klarfiltrat. För att få gränsen mel- lan förfiltrat och klarfiltrat så skarp som möjligt och däri- genom högsta möjliga verkningsgrad på filtret är det av vikt att varje sektor har minsta möjliga volym eftersom omsätt- ningen av filtrat räknat som förhållandet mellan flöde och volym då blir störst. Det som teoretiskt bestämmer hur liten sektcmns volym kan vara för ett aktuellt flöde är den maximala flödeshastighet som erfarenhetsmässigt kan uppnås i sektorn.

Vid förtjockning av fibersuspensioner på skivfilter, även 10 15 20 25 30 35 8I5C'0697~3 benämt urvattning, är önskemålet många gånger att uppnå högsta möjliga torrhalt på den urvattnade fibermassan. För att uppnå högsta möjliga torrhalt är det nödvändigt att sektorn, vars invändiga kanaler under den del av filtrerings- cykeln då sektorn befinner sig under nivån i tråget är helt fyllda av det genomströmmande filtratet, under tiden från det sektorn kommer upp ovanför nivån i tråget och fram till avtagningen av fiberskiktet helt tömts på filtrat. I annat fall kommer det kvarvarande filtratet att vid avtagningen strömma tillbaka ut genom filterduken och blanda sig med den urvattnade fibermassan, s k återvätning, varigenom den på sektorn uppnådda torrhalten sänks. En förutsättning för att sektorn ska hinna tömmas helt är att det utströmmande filtra- tet ersätts av motsvarande mängd luft som sugs in i sektorn genom fiberskiktet. Hur stor mängd luft som hinner sugas igenom fiberskiktet från det att sektorn lämnar suspensionen i trâget tills den kommer fram till avtagningen beror dels på tiden, dels på tryckdifferensen över fiberskiktet och dels på fiberskiktets permeabilitet. Speciellt vid fibermassor med låg permeabilitet kan problem uppstå att hinna suga igenom tillräcklig mängd luft för att helt tömma sektorn före avtag- ningen. Ett vanligt sätt att söka kringgå detta problem är att med en vatten- eller luftsprits göra en öppning i fiber~ skiktet och på så vis släppa in luft. Detta har emellertid den nackdelen att luftflödet genom fiberskiktet hastigt sjunker varigenom lägre sluttorrhalt uppnås. En annan nackdel med detta förfarande är att fiber från sektorn blâses omkring och avsätter sig på filtrets olika delar med risk för driftsstör- ningar. Det bästa sättet att få sektorn helt tömd före avtag- ningen är att göra sektorns volym så liten som möjligt eller m a o förhållandet mellan sektorns yta och dess volym så stor som möjligt. Liksom ovan nämnts för rening av bakvatten gäller även här att det som teoretiskt bestämmer hur liten sektorns volym kan vara för ett aktuellt flöde är den maximala flödes- hastighet som erfarenhetsmässigt kan uppnås i sektorn. 10 15 20 25 30 35 8300697-3 Sektorns konstruktion gör att filtratkanalerna inuti sektorn har två av de fyra väggarna bestående av det perforerade däcket,som i detta sammanhang kan betraktas som en mycket rå yta med friktionsfaktor med ett relativt högt värde. Detta förhållande gör att flödeshastigheten i sektorns kanaler blir påtagligt lägre än om kanalernas väggar skulle vara släta.

Det sätt att konstruera sektorer som hittills tillämpats gör det svårt och i många fall omöjligt att framställa sektorer som uppfyller de krav som man måste ställa på en sådan enligt föregående redogörelse. Så låter sig exem- pelvis kravet på största möjliga öppen area hos de organ som utgör underlag för filterduken ej förenas med kravet på minsta möjliga volym i sektorn beroende på att konstruk- tionen är sådan att de två däcken tillsammans med mellan- liggande ribbor utgör en styv konstruktion som har att mot- stå förhållandevis stora sidokrafter. Det innebär att ökad öppen area hos det material som används som däck måste kom- penseras med ökad tjocklek hos detta material för att bibe- hålla erforderlig styrka. Utrymmet i den perforerade delen av däcksmaterialet utgör i sig en volym utan att fördenskull bilda radiella kanaler inuti sektorn för filtratet utan ut- gör i detta avseende en död volym. För att exemplifiera detta förhållande kan nämnas att ett lämpligt förhållande mellan sektorns yta och volym för många applikationer bör vara min 20. Det betyder att för en sektor med filterytan l m2 får volymen inte överstiga 5 dm3. Om man önskar en öppen area på 75 % så fordrar det en tjocklek hos den per- forerade plåten på 2,5 mm för att få en ur hållfasthetssyn- punkt rimlig konstruktion och den döda volymen i den perfo- rerade plåten blir då 2 dm2 per m2 sektor eller 40 % av tillgänglig volym eller innebärande att förhållandet yta/ /volym blir 14. Ett yta/volymförhållande betydligt större än 20 vore önskvärt i många fall. 10 15 20 25 30 35 BÉÜÛGÉfÉ/äfš En annan nackdel med befintliga sektorkonstruktioner är att det överhuvudtaget är svårt att göra dem med till- räckligt liten volym eftersom de mellanliggande ribborna då blir så smala att hela konstruktionen blir alltför vek.

En ytterligare nackdel är att konstruktionen i sig är för- hållandevis komplicerad och därmed relativt dyr att till- verka utan att fördenskull tillgodose de krav man har att ställa på den.

Föreliggande uppfinning gör det möjligt att i en och samma sektorkonstruktion förena kraven på största möjliga öppen area, yta/volymförhållande av för varje fall erforderlig storlek och utan begränsning uppåt invändiga filtratkanaler med lågt strömningsmotstând, en mycket styv konstruktion och enkel och billig tillverkning. Den består i en före- dragen utföringsform av en plåt med radiella veck med en mot axeln tilltagande höjd, Veckens sadlar utgör sektorns däck och är underlag för filterduken medan veckens tråg bil- dar radiella kanaler från sektorns ytterperiferi och in mot anslutningen till filteraxeln. Avståndet mellan vecken väljs så att de vid ytterperiferin, där avståndet är störst, utgör tillräckligt underlag för filterduken så att dess ned- böjning vid förekommande differenstryck hålls inom erfaren- hetsmässigt rimliga gränser. Runt sektorns ytterperiferi och sidor sätts U-lister och innerperiferin ansluts till en tratt med fläns eller rör för anslutning till skivfiltrets axel. Som filterduk används företrädesvis en dukpåse av krympbart syntetmaterial, som beskrivits i det föregående.

En veckad plåt ger rent allmänt en mycket styv konstruktion.

I konstruktionen enligt uppfinningen samverkar det flödes- tekniska och det hållfasthetstekniska i det att höjden på vecken ökar mot sektorn innerperiferi där såväl filtrat- flöde som böjmoment är störst. Det har visat sig att även 10 15 20 25 30 35 04 en mycket tunn plåt ger en konstruktion som är styvare än ovan beskriven konstruktion av hittills konventionell typ samtidigt som vikten blir lägre.

Uppfinningen beskrivs utförligare nedan med hänvisning till bifogade figurer.

Fig. 1 visar en sidovy av en sektor Fig. 2 visar ett snitt i riktning A-A från fig. 1 Fig. 3 visar ett snitt i riktning B-B från fig. 1 Fig. 4 visar ett snitt i riktning C-C från fig. 1 Fig. 5 visar i diagramform hur filtrets reningseffekt va- rierer med förhållandet flöde/volym.

Fig. 6 visar i diagramform hur den urvattnade massans torr- halt varierar med förhållandet sektoryta/sektorvolym.

I fig. 1 är 1 en veckad plåt. 2 och 3 är lister runt den veckade plâtens sidor och ytterperiferi och har till upp- gift att skydda filterduken 4 från vassa kanter på plåten 1 och listen 3 hjälper dessutom till att staga upp den veckade plåten 1 i riktning vinkelrätt mot vecken 10. 6 är en tratt som utgör en övergång mellan plåten 1 och flänsen 7 som ansluter sektorn till en filtratkanal 8 i filteraxeln 9.

Filterduken 4 som utgörs av en pâkrympt dukpåse är nedtill fäst vid tratten 6 med fästelement 5, som kan vara skruv, popnit, plastplugg eller liknande.

I fig. 2 vises hur veekene 10 sedlar 12 bilder ett däck eller underlag för filterduken 4. Veckens 10 tråg 13 bil- dar tillsammans med filterduken 4 radiella filtratkanaler 11 från sektorns ytterperiferi in mot filteraxeln 9.

Fig. 2 och 3 visar vidare hur plâtens veck 10 och filtrat- kanaler 11 övergår från att vara mycket låga ut mot ytter- periferin till att bli successivt högre in mot sektorns innerperiferi. 10 15 20 30 35 82500697- Cd Fig. 2 och 3 visar också ett utförande på listen 2, där den utgör en del av den veckade plåten 1 i det att dess kanter bockats till en list. Fig. 4 visar ett alternativt utförande på listen 2, en U-profil som svetsas eller nitas till den veckade plåten 1.

Bockningsradien för sadeln 12 på vecket 10 kan göras så liten som det är möjligt ur tillverkningsteknisk synpunkt och utgör ändå tillräckligt underlag för filterduken 4.

Härigenom och med hänsyn taget till det avstånd som erfaren- hetsmässigt är lämpligt att ha mellan vecken 10 är det möj- ligt att få en öppen area för däcket som utgör underlag för filterduken 4 på mer än 90 %.

Det material som för de flesta fall kommer i fråga för den veckade plåten 1 är rostfritt eller syrafast stål. I vissa fall kan det vara en fördel att göra den veckade plåten av perforerad plåt. Effekten blir då att rengöringsspritsens strâle har möjlighet att i viss utsträckning spola rakt ige- nom perforeringen och rengöra duken på sektorns motsatta sida från insidan, varigenom rengöring sker såväl från in som utsida.

Som alternativ till den veckade plåten 1 tillverkad av stål- rostfri- eller syrafast plåt kan den utföras i veckat syntet- material som t ex plast.

Diagrammet i fig. 5 visar hur vid rening av fiberhaltigt bak- vatten filtrets verkningsgrad ökar vid ökat förhållande flöde/volym för ett visst flöde, d v s ju lägre volym sektorn har desto renare blir klarfiltratet.

Diagrammet i fig. 6 visar hur vid urvattning av fibersus- pensioner torrsubstanshalten hos den urvattnaâe fibermassan ökar med ökat förhållande mellan sektorns yta och volym, d v s ju lägre volym sektorn har desto högre blir utgående massatorrhalt. 10 15 85ÜÜ697-Iš Den beskrivna effekten vad gäller verkningsgrad vid bak- vattenrening och torrhalt vid urvattning kan alternativt utnyttjas så att verkningsgrad resp torrhalt får bli vid vad den var och man istället ökar filtrets kapacitet i mot- svarande grad.

Uppfinningen är givetvis inte begränsad till användning enbart för skivfilter för rening av bakvatten och förtjock- ning av fibersuspensioner inom cellulosa- och pappersindustrín utan kan med fördel användas inom alla typer av industri där skivfilter används, exempelvis inom gruv-, kol- och kemisk industri. \ ' Uppfinningen är ej heller begränsad till skivfilter där tryckdifferensen över filtermediet uppnås genom vakuum inuti filtret utan är fullt ut lika användbar för skivfilter där tryckdifferensen skapas av nivâskillnaden mellan filtrets ut- och insida, s k självtrycksfilter eller gravitations- filter eller genom övertryck på filtrets utsida, tryckfilter.

Claims (3)

833006537-3 PATENTKRAV

1. Roterande skivfilter för avvattning av en suspension innefattande ett antal skivsektorer med invändiga kanaler (11) för avledning av filtrat till en axel (9), vilka kanaler anordnats medelst ett veckat organ (1) med sadlar (12) och tråg (13), varvid sadlarna bildar underlag för en filterduk (4), genom vilken avvattningen sker, och trâgen jämte filterduken bildar filtratkanalerna (11), k ä n n e t e c k n a t av att filtratkanalerna (11) är anordnade radiellt och med en mot axeln (9) tillta- gande höjd.

2. Skivfilter enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a t av att filtratkanalerna (11) är utformade med en mot axeln (9) tilltagande tvärsnittsarea.

3. Skivfilter enligt krav 1 eller 2 k ä n n e t e c k- n a t av att förhållandet mellan filterdukens area och filtratkanalernas volym är minimum 20 dmz/dm3.