DE2011914C3 - Zellentrommelfilter zum Entwässern von Suspensionen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zellentrommelfilter zum Entwässern von Suspensionen mit einem die Suspension aufnehmenden Trog und einer im Trog drehbar gelagerten, an ihren beiden Stirnseiten gegen den Trog abgedichteten Siebtrommel, deren Innenraum mehrere gegen das Sieb hin offene Saugzellen aufweist, wobei an jede Saugzelle wenigstens ein Fallrohr angeschlossen ist zum Ableiten des Filtrats zu einer der Saugzelle wenigstens angenähert diametral gegenüberliegenden, auf einer der Tromnielstirnseiten befindlichen Mündungsstelle.

Solche unter der Bezeichnung »Zellentrommelfilter mit inneren Fallrohren« bekannten Vorrichtungen werden in erster Linie zum Entwässern von Fasersuspensionen für die Herstellung von Papier, Karton od. dgl. verwendet. Das Entwässern oder Eindicken der Fasersuspensionen erfolgt bekanntermaßen dadurch, daß beim Durchlaufen der Siebtrommel durch den Trog das Filtrat — auf Grund der geodätischen Höhendifferenz zwischen dem Suspensionsspiegel im Trog und den in die Suspension eingetauchten Saugzellen— durch das Sieb in die Saugzellcn und in die angeschlossenen Fallrohre eindringt, wobei sich das Fasermaterial auf dem Sieb absetzt (erste Entwässerungsphase). Durch die erwähnte Anordnung der Mündungsstellen der Fallrohre wird in jeder Saugzelle während ihrer Bewegung von unten nach oben durch das ausströmende Filtrat ein Unterdruck erzeugt, der eine zusätzliche Entwässerung des Fasermaterials bewirkt und somit dessen Endtrockengehalt erhöht (zweite Entwässerungsphase).

Die bekannten Zellentrommelfilter mit inneren Fallrohren (z. B. deutsche Patentschrift 960 004) haben sich zwar bei der Verarbeitung von leicht entwässerbaren Fasersuspensionen, z. B. ungemahlenen Zellstoffen, bewährt. Beim Eindicken von schwer entwässerbaren Fasersuspensionen, z. B. von Holzschliff, arbeiten sie jedoch unwirtschaftlich. Die geringe Entwässerungsfähigkeit des Holzschliffes, verursacht durch einen hohen Anteil an Faserbruchstücken und Schleimstoffen, hat nämlich zur Folge, daß schon nach Ausbildung einer dünnen Faserstoftschicht auf dem Sieb nur noch sehr geringe Filtratmengen in die Saugzellen eindringen können. Somit kann sich beim anschließenden Ausfließen des Filtrates aus den Fallrohren nur noch ein Unterdruck von geringer Höhe und geringer Dauer bilden. Daraus ergibt sich ein völlig unzureichender Endtrockengehalt; außerdem sinkt die Durchsatzmenge erheblich unter die z. B. beim Eindicken von ungemahlenem Zellstoff crzielbaren Werte ab. Zum Eindicken von schwer entwässerbaren Fasersuspensionen müssen daher bis jetzt in der Regel Filter anderer Gattung eingesetzt werden, z. B. solche, bei denen zur Erzeugung des Unterdruckes Vakuumpumpen verwendet werden. Solche Filteranlagen sind aber sowohl in der Anschaffung als auch im Betrieb wesentlich teurer als die Zellenfilter mit inneren Fallrohren.

Hs ist Aufgabe der Erfindung, die Zellentrommelfilter der eingangs beschriebenen Gattung dahingehend weiterzubilden, daß sie auch zum Eindicken f.chwer entwässerbarer Fasersuspensionen, z. B. Holzschliff, geeignet sind, wobei sowohl ein möglichst hoher Endtrockcngchalt als auch eine hohe Durchsutzmciige erreicht werden soll.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zum Erhalten oder Erhöhen des Unterdruckes in den Fallrohren eine Leitung zum Zuführen von Zusatzfiüssigkeit über die einzelnen Saugzellen in die jeweiligen Fallrohre vorgesehen ist, deren Mündung von außen

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gegen den Mantel der Siebtrommel gerichtet ist, und zwar im Bereich zwischen der Abnahmestelle der fertigen Filterschicht und dem unteren Scheitelpunkt der Siebtrommel, vorzugsweise nahe der Eintauchstelle der Siebtrommel.

Es ist zwar an sich bekannt, bei nicht mit Fallrohren ausgerüsteten Trommelzellfiltern Zusatzflüssigkeit über kastenförmige in der Höhe verstellbare Einlaufvorrichtungen zuzuführen. Hier soll jedoch durch das aufgesprühte Wasser der Filterkuchen abgewaschen werden.

Durch das bei der ertmdungsgemäßen Bauweise mögliche Zuführen einer gewissen Menge Zusatzflüssigkeit in die Saugzellen erzielt man den Vorteil, daß die am Ende der genannten ersten Entwässerungsphase in den Saugzellen vorhandene Gesam.tfltissigkeitsmenge genügend groß ist, um für die zweite Entwässerungsphase einen Unierdruck von der erforderlichen Höhe und Zeitdauer zu erzeugen. Somit erzielt man auch beim Eindicken von Holzschliff und ähnlichen schwer entwässerbaren Fasersuspensionen befriedigende Endtrockengehalte und liohe Durchsatzmengen, so daß auf die Verwendung der teueren Filter mit Vakuumpumpen verzichtet werden kann.

Die Erfindung kann auch vorteilhaft zum Eindicken leicht entwässerbarer Fasersuspensionen eingesetzt werden. In diesem Falle besteht durch das Zuführen von Zusatzflüssigkeit in die Saugzelltii die Möglichkeit, <iie Fasersuspension dem Filter mit höherer Einlaufstoffdichte zuzuführen. Dadurch erzielt man bei gleich hohem Endtrockengehalt eine beträchtliche Steigerung der Durchsatzmenge des Filters.

Die erfindungsgemäße Bauweise erlaubt es schließlich, das Filter durch Verändern der Zusatzflüssigkeitsmenge an wechselnde Suspensionsmengen und/ oder an Änderungen des Suspensionscharakters, z. B. der Stoffdichte und der Entwässerungsfähigkeit, anzupassen. So wird man bei einer Erhöhung der Stoffdichte und bei einer Verringerung der Suspensionsmenge oder der Entwässerungsfähigkeit die den Saugzellen zugeführte Zusatztlüssigkeitsmenge erhöhen, und umgekehrt. Ein günstiger Mittelwert für die Zusatzilüssigkcitsmenge je Umdrehung der Siebtrommel und je Saugzelle ist diejenige Menge, die etwa einem Zehntel des Volumens einer Saugzelle entspricht. Der hierbei auftretende Verlust an der genannten geodätischen Höhendifferenz ist kleiner als 5 ⁰Zo und somit vernachlässigbar klein.

Die genannte Zuführleitung kann ohne Schwierigkeiten auch nachträglich in den Trog eines Zellenfilters eingebaut werden; d. h., auch bei jedem vorhandenen Filter alter Bauweise können die obenerwähnten Vorteile gewonnen werden. Gelegentlich kommt es vor, daß bei einem vorhandenen Zellenfilter der Durchmesser der Fallrohre zu groß ist, so daß sich hierdurch in tier /weiten Entwässerungsphase nur ein sehr geringer Unterdruck bildet. Auch in diesem Fall kann durch das Zuführen von Zusatzflüssigkeit in die Saugzellen Abhilfe geschaffen werden.

Aus der deutschen Patentschrift 591 468 ist zwar schon ein Zellenfilter bekannt, dessen Siebtrommel beim Rotieren zunächst in eine mit Wasser gefüllte Grube eintaucht, wobei sich die Saugzellen mit Wasser füllen, und sodann erst in einen die Suspension enthaltenden Behälter eintritt. Dieses Filter weist keine zur Erzeugung von Unterdruck in den Saugzellen dienenden Fallrohre auf, sondern benötigt hierzu eine Vakuumpumpe und gehört somit einer anderen Maschinengattung ar. als das Filter gemäß der vorliegenden Erfindung. Außerdem ist dieses bekannte Filter derart ausgebildet, daß die Saugzellen mit ihier gesamten Länge in die genannte Grube eintauchen und dort während nahezu einem Drittel einer Trommelumdrehung verbleiben. Dadurch füllen ίο sich die Saugzellen vollständig mit Wasser, was zwar für den Betrieb mit Vakuumpumpen vorteilhaft sein mag; denn bei diesen Filtern wird das Einströmen des Filtrates in die Saugzellcn überwiegend durch den von der Vakuumpumpe erzeugten Unterdruck bewirkt. Bei einem Zellenfilter mit inneren Fallrohren wäre dagegen ein vollständiges Füllen der Saugzellen mit Wasser vor dem Beginn des Filtervorganges völlig falsch, weil dieses Wasser sofort auch die Fallrohre mit anfüllen würde, wodurch die für das to Übertreten des Filtrats in die Saugzellen erforderliche geodätische Höhendifferenz verloren wäre.

Der Gegenstand der Erfindung wird dadurch vorteilhaft weitergebildet, daß die Mündung der Zuführleitung direkt unterhalb des Suspensionsspiegels im Trog angeordnet ist. Dadurch wird vermieden, daß das Durchströmen der Zusatzfiüssigkeit durch das Sieb in die Saugzellen nicht durch bereits abgelagertes Fasermaterial behindert wird, wie dies der Fall wäre bei Anordnung der Mündung in größerer Entfemung unterhalb des Suspensionsspiegels. Außerdem wird vermieden, daß von der Zusatzflüssigkeit unkontrollierbare Teilmengen wieder durch das Sieb hindurch in den Trog ausströmen, wie dies der Fall wäre bei Anordnung der Mündung oberhalb des Suspensionsspiegels.

Bei der einfachsten Ausführung der Zuführleitung weist diese ein Rohr mit einer gegen den Mantel der Siebtrommel gerichteten Ausströmöffnung auf. Die Zuführleitung kann auch aus einem Hauptrohr und mehreren an dieses angeschlossenen Zweigrohren mit je einer Ausströmöffnung gebildet sein. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Zuführleitung an ihrem der Siebtrommel zugeordneten Ende eine Querschnittserweiterung, zweckmäßig in Form einer kastenförmigen Auslaufkammer, auf. Manchmal kommt es nämlich vor, daß die Höhe des Suspensionsspiegels im Trog infolge von Änderungen der zuströmenden Suspensionsmenge schwankt. Zwar weist der Trog des Zellentrommelfilters in der Regel eine Übcrlaufkante auf, um überschüssige Suspension wieder abzuführen. Der Suspensionsspiegel kann aber gelegentlich unter die Überlaufkante absinken. In diesem Falle würde eine mit verhältnismäßig kleinem Querschnitt ausgeführte Mündung der Zuführleitung aus der Suspension auftauchen, woraus sich Nachteile der oben geschilderten Art ergeben würden. Wenn aber die Zuführleitung in ihrem Mündungsbereich, wie oben erwähnt, eine Querschnittserweiterung aufweist, so ist ihre Wirkung von Schwankungen des Suspensionsspiegels nicht beeinträchtigt. Hin anderer Weg, Schwankungen des Suspensionsspieeels auszugleichen, ist dadurch gegeben, daß der Mündungsbereich der Zuführungsleitung höhenverstellbar ausgebildet ist. Dadurch kann die Lage des 65 Miindungsbereiches der Zuführleitung ständig an einen veränderten Stand des Suspensionsspiegels angepaßt werden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, zum selbsttätigen Konstanthalten des Abstandes zwi-

sehen der Mündung der Zuführleitung und dem Suspensionsspiegel eine den Mündungsbereich der Zuführleitung vertikal verschiebende Verstelleinrichtung vorzusehen, die beispielsweise durch einen der Suspension zugeordneten Schwimmer betätigt ist.

Für das Eindicken bestimmter Suspensionsarten kann es zweckmäßig sein, den Mündungsbereich der Zuführleitung als eine sich etwa horizontal über wenigstens einen Teil der Länge der Siebtrommel erstreckende, vorzugsweise in die Suspension einge- »° tauchte Rinne auszubilden. Diese Bauweise bidet auch den Vorteil, daß ein vertikales Verstellen des Mündungsbereiches der Zuführleitung bei verändertem Stand des Suspensionsspiegels nicht erforderlich ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Zellentrommelfilters kann dadurch erfolgen, daß die Zuführleitung zur Abdichtung gegen die Suspension ein ihre Mündung umsäumendes Spritzrohr aufweist, dessen AustrittsöfTnungen vorzugsweise als parallel zur Spritzrohrachse verlaufende Schlitze ausgebildet sind Durch dieses Spritzrohr kann Sperrflüssigkeit auf den Mantel der Siebtrommel gesprüht werden, wodurch man eine wartungslose und somit das Sieb schonende Abdichtung erzielt. ^a5

AusführungsbeiEpiele der Erfindung sind nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben. Darin

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Zellentrommelfilter mit inneren Fallrohren nach Linie I-I der Fig. 2,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie Π-ΙΙ der Fig. 1,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch die Auslaufkammer der Zuführleitung für die Zusalzilüssigkeit nach Linie III-III der Fig. 2, .

Fi g. 4 eine Teilansicht auf die Auslaufkammer in Richtung des Pfeiles IV der F i g. 3,

F i g. 5 bis 7 Teillängsschnitte durch verschiedene Zellentrommelfilter in gegenüber den Fig. 1 bis 4 geänderten Bauweisen.

Das in den F i g. 1 bis 4 dargestellte Zellentrommelfilter weist einen wannenförmigen Trog 10 auf, der auf einer seiner Längsseiten eine Einlaufkamrner 11 mit Überlauf 11 α besitzt. Die Stirnwände 12 des Troges 10 weisen je einen Auslaufstutzen 13 für das

Filtratauf. *„·.,,

An den Außenseiten der Stirnwände 12 sind Lager 14 für die Welle 15 der in Richtung des Pfeiles P rotierenden Siebtrommel 16 befestigt, deren Innenraum durch Stirnwände 17 abgeschlossen ist. Jeder der Saugzellen 18 der Siebtrommel 16 ist wenigstens ein Fallrohr 19 zugeordnet, welches entlang der Zelleninnenwand entgegen der Trommeldrehrichtung zu einer der Saugzelle nahezu diametral gegenüberliegenden, in einer der Stirnwände 17 befindlichen Mündungsstelle verläuft (In der Zeichnung ist nur feines dieser Fallrohre 19 dargestellt).

An den Innenseiten der Stirnwände 12 des Troges 10 sind zylindrische, zu der Siebtrommel 16 koaxiale filtratsEammelkammern20 vorgesehen, deren Außendurchmesser gleich dem Außendurchmesser der Siebtrommel 16 ist und die mit der Siebtrommel je cinei schmalen, durch einen Dichtungsring 21 abgedichte ten Spalt bilden. Auf den Fütralssammelkammern 21 ist eine im gleichen Drehsinn wie die Siebtrommel U rotierende Abnahmewalze 22 gelagert, welche da: eingedickte Fasermaterial von der Siebtrommel K auf eine Rutsche 23 überführt.

Zum Zuführen von Zusatzflüssigkeit in die Saug zellen 18 ist eine Zuführleitung 25, 26 vorgesehcr mit einer im Eintauchbcrcich der Siebtrommel 16 ir das Innere des Troges 10 geführten Rohrleitung 2f und mit einer an die Rohrleitung angeschlossener kastenförmigen Auslaufkammer 26 sowie mit einei als Drosselventil ausgebildeten Dosiereinrichtung 27 Die gegen die Siebtrommel 16 offene Seite der Aus-Iaufkammer26 bildet die Mündung der Zuführlci tung; sie ist direkt unterhalb des Suspensionsspiegel! 30 angeordnet. Zur Abdichtung der Auslaufkammei 26 gegen die Suspension ist die Mündung von einerr ringförmigen Spritzrohr 29 umsäumt; dessen Austrittsöffnungen sind als parallel zur Spritzrohrach« verlaufende Schlitze 31 ausgebildet. Über eine Rohrleitung 32 wird dem Spritzrohr 29 Sperrwasser züge führt.

F i g. 5 zeigt ein Zellentrommelfilter mit einer gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis A vereinfachten Zuführleitung 35, 36 für die Zusatzflüssigkeit. Diese weist ein sich parallel zur Siebtrommel 16 erstreckendes Hauptrohr 35 und einzelne über die Länge der Siebtrommel 16 verteilte Zweigrchre 36 auf, deren Mündungen wiederum gegen den Mantel der Siebtrommel gerichtet und direkl unterhalb des Suspensionsspicgels 30 angeordnei sind.

In Fig. 6 ist ein Zellentrommelfilter dargestellt, dessen Zuführleitung 45, 46 für die Zusatzfiüssigkeit in ihrem Mündungsbereich als eine in die Suspension eingetauchte Rinne 46 ausgebildet ist, die sich auf der Eintauchseite der Siebtrommel 16 etwa horizontal entlang deren Mantel erstreckt und gegen diesen hin offen ist. Über ein Zuführrohr 45 gelangt die Zusatzfiüssigkeit in die Rinne 46 und von hier in die vorbeilaufenden Saugzellen 18. Der zwischen der Rinne 46 und dem Mantel der Siebtrommel 16 befindliche Spalt ist — ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 bis 4 — durch ein Spritzrohr 47 abgedichtet.

Bei dem in F i g. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Mündungsbereich der Zuführleitung 45, 48, 49 für die Zusatzflüssigkeit ebenfalls als Rinne ausgebildet. In diesem Falle ist aber zur Bildung der Rinne die auf der Eintauchseite der Siebtrommel befindliche Längswand 48 des Troges 10 herangezogen, von der aus sich eine etwa horizontale Zwischenwand 49 zum Mantel der Siebtrommel 16 hin erstreckt, wiederum mit einem Spritzrohr 47 zur Abdichtung der Rinne gegen die Suspension. Wie bei dem zuerst beschriebenen Zellentrommelfilter, so ist auch bei den Ausführungen nach den Fi g. 5 bis 7 stets ein Drosselventil in die Zuführleitung eingebaut, um die Zusatzflüssigkeitsmenge dosieren zu können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

2 O Π Patentansprüche:

1. Zellentrommelfilter zum Entwässern von Suspensionen mit einem die Suspension aufnehmenden Trog und einer im Trog drehbar gelagerten, an ihren beiden Stirnseiten gegen den Tro<·; abgedichteten Siebtrommel, deren Innenrauni mehrere gegen das Sieb hin offene Saugzellen aufweist, wobei an jede Saugzelle wenigslens ein Fallrohr angeschlossen ist zum Ableiten des Filtrats zu einer dieser Saugzelle wenigstens angenähert diametral gegenüberliegenden, auf einer der Tronmelstirnseken befindlichen Mündungsstelle, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erhalten oder Erhöhen des Unterd/uckes in d?n Fallrohren eine Leitung (25, 26; 35, 36; 45, 46; 48, 49) zum Zuführen von Zusalzflüssigkeit über die einzelnen Saugzellen (18) in die jeweiligen Fallrohre vorgesehen ist, deren Mündung von außen gegen den Mantel der Siebtrommel (16) gerichtet ist, und zwar im Bereich zwischen der Abnahmestelle der fertigen Filterschicht und dem unteren Scheitelpunkt der Siebtrommel (16), vorzugsweise nahe der Eintauchstelle der Siebtrommel (16).

2. Zellentrommelfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung der Zuführleitung (25, 26; 35, 36) direkt unterhalb des Suspensionsspiegels (30) im Trog (10) angeordnet ist.

3. Zellentrommelfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführleitung (25, 26) an ihrer der Siebtrommel (16) zugekehrten Mündung eine Querschnittserweiterung, vorzugsweise eine kastenförmige Auslaufkammcr (26), aufweist.

4. Zellentrommelfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mündungsbereich der Zuführleitung (25, 26; 35, 36) höhenverstellbar ausgebildet ist.

5. Zellentrommelfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Mündungsbereich der Zuführleitung (25, 26; 35, 36) vertikal verschiebende Verstelleinrichtung vorgesehen ist, die durch einen der Suspension zugeordneten Schwimmer betätigbar ist.

6. Zellentrommelfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mündungsbereich der Zuführleitung (45, 46; 48, 49) als eine sich etwa horizontal über wenigstens einen Teil der Länge der Siebtrommel (16) erstreckende Rinne (46; 48, 49) ausgebildet ist.

7. Zellentrommelfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführleitung (25, 26; 45, 46; 48, 49) zur Abdichtung gegen die Suspension ein ihre Mündung umsäumendes Spritzrohr (29) aufweist, dessen Austrittsöifnungen vorzugsweise als parallel 7iir Spritzrohrachse verlaufende Schlitze (31) ausgebildet sind.