DE2212206A1

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Publication number: DE2212206A1
Application number: DE19722212206
Authority: DE
Priority date: 1971-04-14
Filing date: 1972-03-14
Publication date: 1972-11-02
Also published as: NO142757B; FI55370B; AU3956372A; GB1341538A; NO142757C; CA984309A; SE391356C; DE2212206C3; AU463093B2; JPS551400B1; DE2212206B2; BR7202104D0; FI55370C; FR2136358A5; SE391356B

Description

PATENTANWÄLTE

HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN

DIPL.-PHYS. DIPL.-ING. 9 0 1 O 0 Ω R

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8 MÜNCHEN 25 ■ LIPOWSKYSTR. 10

improved Machinery, Inc. ir-im-lo

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IfZ 1972

Vorrichtung und Verfahren zur Behandlung von Suspensionen mit fasrigen Bestandteilen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung von fasrige Bestandteile enthaltenden Suspensionen, z.B. Papierpulpe.

Bei einem nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorschlag wird eine Filtertrommel von etwa zylindrischer Gestalt verwendet, deren Umfangsfläche ein Filter darstellt. Bei dieser Anordnung wird das Eindicken der Suspension und ein Waschen derselben mit dem Vakuumverfahren derart durchgeführt, daß die Flüssigkeit durch Unterdruck aus der zunächst wässrigen und später breiigen Suspension entfernt wird. Die Anordnung nach dem älteren Vorschlag ist jedoch dadurch technisch unbefriedigend, daß man von einer sehr viel Wasser aufweisenden Suspension ausgehen muß, d.h. von einem sehr dünnflüssigen Ausgangsmaterial. Dadurch benötigt man wieder innerhalb entsprechender Anlagen sehr große Flüssigkeitsvolumen und entsprechend aufwendige Pumpen. Da bei den bekannten Anlagen aus Kostengründen der Unterdruck nach Art der Erzeugung eines Unterdrucks bei einem Barometer erzeugt wird, muß man die Anlage relativ hoch lagern und braucht dadurch wieder viel Raum und aufwendige Stützkonstruktionen.

Die Erfindung steht vor der Aufgabe, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zum Bearbeiten von Fasermaterial in Suspensionen zu schaffen, welches bzw. welche die gezeig-

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ten Nachteile gar nicht erst bedingt. Es geht bei solchen Verfahren allgemein darum, mit möglichst geringem apparativen Aufwand und wenig Bedienungsaufwand ein kontinuierliches Verfahren zu schaffen, mit dessen Hilfe man die fasrigen Bestandteile aus der Suspension herausholen kann. Besonderes Gewicht ist dabei darauf zu legen, daß nach relativ weit fortgeschrittener Entwässerung des Gutes die so gebildete Matte aus dem fasrigen Material nicht reißt, sich aufbeult oder auf andere Weise die kontinuierliche Arbeitsweise stört bzw. beeinträchtigt.

Die Erfindung schafft zur Lösung dieser Aufgabe ein Verfahren zum Behandeln einer Suspension enthaltend fasriges Material mittels eines Filters, der auf dem Umfang einer stets gleichsinnig angetriebenen Trommel angeordnet ist, und kennzeichnet sich durch folgende Verfahrensschritte: Zuführung der unter Druck stehenden Suspension an einer Umfangsstelle des Filters; Bildung einer "Matte" aus Fasern auf der Filtertrommel; waschen dieser Matte mit unter Druck stehender Flüssigkeit; Verdichten der gewaschenen Matte und abnehmen der Matte vom Filter, wobei mindestens einer der Verfahrensschritte der Bildung bzw. Verdichtung der Matte durch ein bogenförmig gestaltetes Leitblech durchgeführt wird, welches derart in Richtung auf die Filtertrommel vorgespannt ist, daß der Raum zwischen der besonders gleitfähigen Innenfläche des Leitbleches und der Trommel in Arbeitsrichtung kleiner wird.

Sine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens kennzeichnet sich beispielsweise durch

eine leitblechartige Anordnung, die mit dem Filter zusammenarbeitend den Umfang der Trommel auf einem wesentlichen Teil umgibt, auf der der Trommel zuweisenden Fläche einen geringen Reibungskoeffizienten

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hat und in Richtung zum Filter bewegbar angeordnet ist,, wobei mindestens ein Leitblech federnd in Richtung auf die Trommel vorgespannt ist und zwischen Leitblech und Trommelumfang in Drehrichtung der Trommel einen kleiner werdenden Spalt zwischen sich und der Trommel bildet,

einen Einlaß am stromaufwartigen Ende der Leitblechanordnung für die unter Druck stehende Suspension zum Einführen der Suspension in den sich in Arbeitsrichtung verengenden Raum zwischen Filter und Leitblech; und

eine Abnahmeeinrichtung am stromabwärtigen Ende der Leitblechanordnung zur Aufnahme der mindestens teilweise entwässerten fasrigen Bestandteile.

Die elastische Vorspannung der Leitblechanordnung in Richtung auf die Filtertrommel zu kann man beispielsweise dadurch erreichen, daß außerhalb der Filterbleche mehr oder minder dichte Räume vorgesehen sind, die mit einem Strömungsmittel unter Druck beaufschlagbar sind. Dadurch wird dann das entsprechende Leitblech, welches die radial innere Begrenzung dieses Raumes bildet, nach innen vorgespannt.

In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein erstes Leitblech etwa von der Stelle des Einlasses an sich bogenförmig in Drehrichtung ■ der Trommel über 6o - 12o° erstreckt, und daß ein zweites Leitblech sich darauf folgend über einen weiteren Teil des Umfangs der Trommel erstreckt, wobei auch das zweite Leitblech federnd in Richtung auf die Trommel vorgespannt ist und der Spalt zwischen dem zweiten Leitblech und der Trommel steuerbar kleiner wird, und daß zwischen

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den beiden Leitblechen im Bereich des stromabwärtigen Endes des ersten Leitbleches Flüssigkeit unter Druck dein Filter von außen zugeführt wird.

Zweckmäßig wird jedenfalls vorgesehen, daß die Leitbleche auf der Seite, auf der sie mit dem Gut in Berührung stehen, d.h. auf der Innenseite, mit einem Belag von geringem Reibungswiderstand belegt sind. Zu diesem Zweck kann man z.B. das unter dem Warenzeichen "Teflon" bekannte Material verwenden.

Die Erfindung schafft - wie sich aus dem folgenden ergeben wird - ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Eindicken einer Suspension mit fasrigen Bestandteilen, wobei gewissermaßen in einem Arbeitsgang die nach einer ersten kräftigen Eindickung entstandene Matte aus fasrigen Bestandteilen ohne weiteren apparativen Aufwand geloschen werden kann. Der Waschvorgang wird dabei so durchgeführt, daß er zugleich verhindert, daß das bei derartigen Anlagen bzw. Verfahren gefürchtete Verstopfen der Anlage mit Teilen der Matte gar- nicht erst auftreten kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 in Seitenansicht eine Vorrichtung mit Merkmalen der Erfindung;

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt der Anordnung nach Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise der Anordnung nach den Figuren 1 und 2;

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Pig. 4 im Schnitt eine Teilansicht einer Leitfläche der Vorrichtung nach den vorste-' henden Figuren; und

Figuren 5 - Io im Schnitt Einzelheiten weiterer Ausführungsformen.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Anordnung nach einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel der Erfindung dient zum Waschen von faserigem oder fibrösem Werkstoff in einer flüssigen Suspension. Die Wascheinrichtung weist einen im Schnitt im wesentlichen kreisförmigen Tank oder Trog auf, dessen Längsachse horizontal verläuft. Der Trog ist im wesentlichen zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem unteren, im Schnitt bogenförmigen Trogelement Io₃ welches auf einem Fundament 12 oder dgl. steht, sowie einem oberen, im Schnitt ebenfalls bogenförmig ausgebildeten Trogelement 14, welches mit dem unteren Element an den Flanschen 16 und 18 in der insbesondere aus Fig. 2 ersichtlichen Weise durch schweißen oder dgl. verbunden ist. Die beiden'gegenüberliegenden Enden des Troges sind durch im wesentlichen vertikale Endwände verschlossen, die zusammen mit den TrogeLementen Io und 14 einen flüssigkeitsdichten Trog oder Behälter bilden.

Die Viascheinrichtung weist ferner eine im wesentlichen zylindrische Trommel 2o auf, die mit horizontaler Drehachse drehbar in dem Trog bzw. Behälter angeordnet ist. Die Trommel hat dabei einen radialen Abstand von den Trogelementen Io und 14, die - s. insbesondere Fig. 2 die Trommel 2o auf dem größten Teil ihres Umfanges umschließen. Die Trommel trägt auf ihrem Umfang einen porösen Filter 22 geeigneter Bauart. Die gegenüberliegenden Enden der Trommel 2o tragen Wellenstummel 24 und 26 zur drehbaren Lagerung der Trommel,in Lagern 28 und 29. Der-

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Wellenstummel 24 ist mit einem Antriebsmotor 3o verbunden, der während des Betriebes die Trommel 2o unter Bezugnahme auf Fig. 2 im Uhrzeigersinne dreht. Für die folgende Erläuterung gilt, dai3 alle Drehrichtungen stets in · Bezug auf die Darstellung nach Fig. 2 gegeben v/erden. Ein "vorauslaufender" Teil bzw. ein "nachlaufender" Teil beziehen sich auch stets auf die Drehrichtung der Trommel gemäß Fig. 2.

Die Anordnung weist weiterhin einen Einlaß mit Zuführungskammer 32 in einem Einlaßgehäuse 34 auf, welches Gehäuse an der aus Fig. 2 ersichtlichen Stelle vom unteren Trogelement Io über die Länge dieses Troges absteht. Eine Zuführungsleitung 36.steht mit einem Vorrat von unter Druck stehender Flüssigkeit mit darin in Suspension befindlichem fasrigen Material. Diese Zuführungsleitung 36 führt in ein Ende der Zuführungskammer 32 und diese letztere verjüngt ihren Querschnitt in Längsrichtung ausgehend vom Anschluß an die Zuführungsleitung 36 über die Länge (achsparallel) des Troges. Die Zuführungskammer 32 steht über ihre ganze Länge mit dem Innenraum des Troges durch länglich gestaltete Zuführungsöffnungen 38 in Verbindung, die in dem unteren Trogelement Io ausgebildet sind. In der Zuführungskammer ist nahe neben den Einlaßöffnungen 38 ein Rotor 4o angeordnet, der auf seinem Umfang schaufelradartige Flächen oder ähnliche bekannte Mittel aufweist, die über die öffnungen 38 streichen, um eine Verstopfung dieser Öffnungen sicher zu verhindern.

Ein ohne jede öffnungen ausgebildetes Leitblech 42, welches im Inneren des Troges angeordnet ist, weist einen im Schnitt bogenförmig gekrümmten Abschnitt zwischen dem Außenumfang des von der Trommel getragenen Filters 22 und dem Trogelement Io auf, welches die innere Begrenzung

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einer im in Fig. 2 dargestellten Schnitt bogenförmigen Einlaßkammer 44 darstellt, wobei diese Kammer44 sich entlang dem Innenumfang des Elementes Io über die Länge des Troges erstreckt und durch die Einlaßöffnungen j58 mit der Zuführungskammer ^2 in Verbindung steht. Die gegenüberliegenden Seiten des Leitbleches 42 sind an den Endwänden des Troges befestigt, und die in Fig, 2 untere Kante dieses Leitbleches ist fest mit dem Trogelement Io verbunden, so daß eine Strömung des Materials aus der Einlaßkammer 44 entlang dem Trogelement Io in der Uhrzeigerrichtung der Trommel bei Drehung nicht möglich ist. Mit anderen Worten: aus den öffnungen Jß nach innen gefördertes Material kann dort bei der Darstellung nach Fig. 2 nicht nach links abbiegen und in den Raum zwischen die Teile Io und 2o kommen. Die obere Längskante des Leitbleches 42 (Orientierung gemäß Fig. 2) ist mit Abstand von der daneben liegenden oberen Kante des Trogelementes Io unter Bildung eines Zuführungsraumes 48 gehalten, damit ein Transport des zugeführten Materiales aus der Kammer nach oben über die Oberkante des Leitbleches 42 in den im Schnitt bogenförmigen Raum 46 zwischen dem Leitblech 42 und dem Außenumfang des Filters 22 möglich ist. Die Oberkante des Trogelementes Io trägt einen federnd nachgiebigen Dichtungsstreifen 50, der über die ganze axiale Länge der Trommel 2o mit der Außenfläche des Filteu-^-Tnittels 22 in Berührung steht. Auf diese Weise führt die.soweit beschriebene Einlaßeinrichtung eine unter Druck stehende Suspension bestehend aus fasrigem Material in einer Flüssigkeit auf die Außenoberfläche des Filtermittels 22 in dem Räume 48, wobei die Zuführungsrichtung zu dem Raum 48 gegen den Uhrzeigersinn verläuft, während die Trommel im Uhrzeigersinne umläuft. Der zugeführte Strom wird also im Raum 48 richtungsmäßig um etwa I80 abgelenkt»

Im Uhrzeigersinne gesehen folgt auf das Leitblech 42 ein weiteres flexibles und undurchlässiges Leitblech 52, dessen

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axiale Erstreckung der axialen Länge des Arbeitsraumes entspricht, also quer über die Breite des Filtermediums 22 geht. Dieses Leitblech 52 verläuft im wesentlichen bogenförmig über den Außenumfang des Filterkörpers 22, wie Fig. 2 deutlich zeigt. Das Leitblech 52 geht über eine Bogenlänge von zweckmäßig mehr als oo Winkelgraden und weniger als 12o Winkelgrade des Trommelumfanges. Die Gesamt-Bogenlänge der beiden Leitbleche 42 und 52 zusammen liegt zweckmäßig zwischen loo und l8o Winkelgraden des Trommelumfanges. Das Leitblech 52 ist an seiner strom aufwärtigen Kante, das ist also rechts in Fig. 2, schwenk bar in einem Lagerblock 56 aufgehängt, so daß sich also dieses Leitblech in seinem stromabwärtigen Bereich vom Filter weg und auf diesen zu bewegen kann. Der Filterblock ist an dem Trogelement Io befestigt. Über seine gesamte .Bogenlänge teilt das Leitblech 52 den bogenförmigen oder ringförmigen Raum zwischen dem Filtermittel 22 und dem Trogelement Io in einen inneren bogenförmigen Raum und einen äußeren bogenförmigen Raum 60. Der innere Raum 58 steht mit dem Raum 48 in Verbindung und wird innen vom Filtermedium 22 und außen von der Innenfläche des Leitbleches 52 begrenzt. Der äußere Raum 60 wird außen von der Innenfläche des Trogelementes Io und innen von der Außenfläche des Leitbleches 52 begrenzt. Die nach außen weisende Fläche des Leitbleches 52 weist fest damit verbundene und mit seitlichem Abstand voneinander angeordnete Verstärkungsrippen 62 auf, die in Umlaufrichtung des Materials gesehen über den größten Teil der Länge des Leitbleches 52 gehen, aber kurz vor dem linken (Fig. 2) freien Ende des Leitbleches enden, wodurch dieser vordere Endabschnitt 64 des Leitbleches 52 flexibel ist. Die Innenfläche des Leitbleches 52 ist zumindest im Bereich 64 mit einem Belag 54 mit sehr geringem Reibungskoeffizienten, z.B. Polytetrafluoraethylen beschichtet. Die parallel zur Papierfläche der Fig. 2 liegenden, einander gegenüber angeordneten Kanten des Leitbleches 52 sind

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mit geringem Abstand von den Endwänden des Troges angeordnet und nicht gezeigte nachgiebige Dichtungen zwischen diesen Kanten des Leitbleches und den Endwänden des Troges verhindern eine Verbindung der Räume 58 und 60 um diese Seitenkanten des Leitbleches 52 herum.

Mit seitlichem, d.h. hinsichtlich der Trommel in axialer Richtung verlaufendem. Abstand sind in der Nähe der freien Kante des Leitbleches 64 Druckstempel 66 (unten in Fig. 2 deutlich sichtbar) angeordnet, die mit einem unter Druck stehenden Strömungsmittel gespeist sind.und dazu dienen, das Leitblech 52 in Richtung auf die Trommel und damit das Filtermittel 22 zu drücken. Diese Druckstempel 66 können ggfs. dazu dienen, während des ganzen Betriebes das Leitblech 52 federnd in Richtung auf das Filter medium 22 vorzuspannen. Bei einer anderen Ausführung, die z.B. in Fig. 2 angedeutet ist, können diese Druckstempel auch dazu dienen, nach jedem Anlauf der Anlage das Leitblech 52 gegen das Filtermittel 22 anzuheben. Im Bereich der stromaufwärtigen Kante des Leitbleches 52 weist das Trogelement Io einen Einlaß 68 auf, der während des Betriebes der Anlage mit einer unter Druck stehenden Flüssigkeit, z.B. Wasser, gespeist wird. Die durch diesen Zulauf 68 mit unter Druck stehender Flüssigkeit gespeiste Kammer 60 wird dann bei der Ausführungsform gemäß den Figuren 1 und 2 dazu verwendet, das Leitblech 52 nachgiebig federnd in Richtung auf das Filtermittel 22 vorzuspannen, wodurch dieses Leitblech 52 in Umlaufrichtung der Trommel den Raum 58 in radialer Richtung verkleinert. Dieser Zustand ist in Fig. 2 etwa dargestellt.

An der Innenwand des Trogelementes Io sind mehrere bogenförmige Rippen 70 mit axialem Abstand (bezüglich der Trommelachse) derart befestigt, daß ihre stromaufwartigen Enden radial außerhalb des stromabwärtigen, flexiblen Ab-

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schnittes 64 des Leitbleches 52 liegen. Auf den Rippen 7 ο ist nun ein gekrümmtes Leitblech 72 quer über die Länge des Troges befestigt, und bildet damit einen Zylinder-Mantelförmigen Raum 72 zwischen sich und dem Außenumfang des Filtermediums 22. Ferner bildet dieses Leitblech 42 zwischen seiner radial äußeren Oberfläche und den Rippen 7o sowie, der Innenwand des Trogelementes Io bogenförmig verlaufende Kammern 76. Das stromaufwärtige Ende des Leitbleches 72 hat einen geringen Abstand vom stromabwärtigen Ende des Leitbleches 52, wenn der Endabschnitt 64 des Leitbleches 52 sich auf den Rippen 7o befindet. Das stromaufwärtige Ende des' Leitbleches 72 geht in Arbeitsrichtung, d.h. im Uhrzeigersinne gesehen, über die stromabwärtigen Enden der Rippen 7o hinaus. Die Kammern 74 und 76 sind wie Fig. 2 deutlich zeigt - offen und stehen in Verbindung mit der Kammer 60. Dadurch nehmen diese Kammern während des Betriebes die unter Druck stehende Flüssigkeit aus der Kammer 60 auf.

Radial außerhalb des stromabwärtigen Endes des Leitbleches 72 ist ein Lagerblock 78 an der Innenwand des Trogelementes Io angeordnet. An diesem Lagerblock ist nun mit seinem stromaufwärtigen Ende ein zweites flexibles und undurchlässiges Leitblech 80 angelenkt, welches ebenfalls zur Ausübung eines Preßdruckes dient, quer über die volle axiale Länge des Filtermediums 22 angelenkt. De"r stromabwärtige Teil dieses weiteren Leitbleches 80 kann sich also vom Filtermedium weg und auf dieses zu bewegen. In Bogenrichtung erstreckt sich dieses weitere Leitblech 80 vom stromabwärtigen Ende des Leitbleches 72 an. Über seinen Bogenumfang teilt das weitere Leitblech 80 den bogenförmigen Raum zwischen dem Filtermittel 22 und dem Trogelement 14 in eine innere und eine äußere bogenförmige Kammer 82 bzw. 84. Die innere bogenförmige Kammer 82 steht mit der Kammer 74 in Verbindung und ist innen durch den Außenumfang des Filtermediums 22 und außen von der

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Innenfläche des Leitbleches 80 begrenzt. Die äußere bogenförmige Kammer 84 steht mit.den Kammern 76 in Verbindung und ist außen vom Trogelement 14 und innen von der Außenfläche des Leitbleches 80 begrenzt. An der Außenfläche des Leitbleches 80 sind fest mehrere mit axialem Abstand angeordnete Verstärkungsrippen 86 angebracht, die über den wesentlichen Teil der Bogenlänge des Leitbleches 80 verlaufen, aber vor dem nachlaufenden Ende des Leitbleches 80 enden, so daß dieser in Arbeitsrichtung gesehen hintere Teil des Leitbleches 80 im Bereich 89 frei flexibel ist. Die Bogenkrümmung des'Leitbleches 80 ist so gewählt, daß während des Betriebes der Anordnung die Innenfläche des Leitbleches 80 über mindestens 3o Winkelgrade des Trommelumfangs mit dem Fasermaterial in aktiver Berührung stäat, welches von dem Filter 22- getragen wird. Die Innenfläche des Leitbleches 80 ist über mindestens diesen Bogen von/50⁰ mit einem Belag versehen, der einen ganz besonders geringen Reibungskoeffizienten hat, z.B. das zu diesem Zweck bekannte Polytetrafluoraethylen oder Tetrafluoraethylen. Dieser Belag kann der gleiche sein wie der auf dem Leitblech 52.

Quer über die axiale Länge der Anordnung sind mit Abstand am Trogelement 14 Ströraungsmittel-betätigte Druckstempel 88· angeordnet. Die Kolben der Druckstempel 88 tragen Kolbenstangen 90, die ihrerseits je mit einem Ende einer Verbindungsstange 92 schwenkbar verbunden sind. Die Verbindungsstangen 92 sind ihrerseits in der aus Fig. 2 oben ersichtlichen Weise schwenkbar an einem Lagerblock-artigen Teil 94 angelenkt, welches sich im Bereich der stromabxvärtigen Kante des Leitbleches 80 außen auf dessen Oberfläche befindet. Es ist weiterhin auf dem freien, stromabwärtigen, Ende des Lagerblock-artigen Teiles 94 ^ei-ⁿ nachgiebiges Dichtungselement 96 angeordnet, um das stromabwärtige Ende der äußeren Kammer 84 dichtend geschlossen

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zu halten.

In Arbeitsrichtung gesehen kurz hinter dem stromabwärtigen Ende des Leitbleches 80 ist neben dem Außenumfang des Filtermediums 22 eine Preßrolle oder -walze 98 angeordnet. Diese Walze 98 erstreckt sich über die volle Breite, d.h. die axiale Länge des Filtermittels 22 und ist drehbar auf zwei Armen loo gelagert, die ihrerseits über eine schwenkbare Verbindung Io2 am Trog selbst angelenkt sind. Jeder Arm loo ist schwenkbar an ein Ende einer Stange Io4 angelenkt, die mit der Kolbenstange einer Kolben-Zylinderanordnung I06 verbunden ist, so daß in der aus Fig. 2 ohne weiteres ersichtlichen Weise die Kolben-Zylinderanordnungen Ιοβ dazu dienen, die Walze 98 zum Filter hin und von diesem Weg zu bewegen und außerdem die Walze federnd gegen das Filtermittel 22 vorspannen.

Eine erste bzw. obere Rakel lob ist mit kurzem Abstand stromab der Walze 98 mit geringem Abstand vom Außenum- . fang des Filtermediums 22 angeordnet, um das in Form einer Art Matte vorliegende fasrige Material von der Filtertrommel abzunehmen. Eine zweite oder untere Rakel Ho ist ebenfalls radial nah am Filtermedium 22 zwischen der ersten Rakel I08 und dem Dichtungsstreifen 5o angeordnet. Zwischen der zweiten Rakel Ho und dem Dichtungsstreifen 5o ist nun eine Wasch- bzw. Sprüheinrichtung 112 angeordnet, die mit Wasser unter Druck oder einer anderen Waschflüssigkeit gespeist ist. Diese Anordnung dient zum Waschen bzw. Reinigen der Filtertrommel in dem dem Sprührohr 112 gegenüberliegenden Bereich. Die sich innerhalb des Filtermediums 22 befindende Flüssigkeit wird unter atmosphärischem Druck in einen Vorratstank gefördert, und zwar durch eine Ableitung 11J5, die z.B. durch die Welle 26 führen kann, was in Fig. 2 angedeutet ist.

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Während des Betriebes der soweit beschriebenen Anordnung wird die Trommel 2o kontinuierlich durch den Motor j5o im Uhrzeigersinne gemäß dem Pfeil in Fig. 2 gedreht. Unter Druck stehendes Wasser oder eine andere Flüssigkeif wird der Kammer 60 durch den Einlaßstutzen 68 zugeführt, um das einen Druck ausübende Leitblech 52 federnd auf die Trommel zu vorzuspannen. Dieses Leitblech 52 wurde dabei zum Beginn des Arbeitens durch die Druckstempel 66 in Richtung auf das Filtermedium 22 angehoben, so daß der Raum 68 in Arbeits- bzw. Drehrichtung gesehen graduell einen kleineren Querschnitt erhält. Dieser Zustand ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Die Kammern 74, 76, 82 und 80 werden mit unter Druck stehender Flüssigkeit aus der Kammer 60 gespeist.

Durch die Zuführungsleitung wird eine unter Druck stehende Suspension aus Fasern und einer Flüssigkeit kontinuierlich der Zuführungskammer 32 zugeführt und fließt von dieser letzteren Kammer durch die Einlaßöffnungen 38, die Kammer 44 und den Raum 48 in den Raum 46, wo die Suspension mit dem Filtermittel 22 in Berührung kommt und durch dieses sich bewegende Filtermaterial im Uhrzeigersinne mitgenommen wird. Die unter Druck stehende Suspension kann z.B. zwei bis vier Prozent relativ lange Fasern einer Papier-Pulpe aufweisen oder zwei bis sechs Prozent Fasern im Falle einer Pulpe aus Hartholz.

Während des Durchgangs der unter Druck stehenden Suspension durch den Raum 46 bewirkt der Druck, unter dem die Suspension steht, daß die Flüssigkeit nach innen durch das Filter 22 fließt, wodurch sich eine Art Matte oder Überzug aus fasrigem Werkstoff auf dem Filtermedium 22 anzusammeln beginnt. Während die unter Druck stehende Suspension weiter auf dem Filtermedium 22 läuft, gelangt' sie in die Kammer 58, in welcher auf Grund der graduellen

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Verengung der Kammer 58 in radialer Richtung ein erheb-· Hoher weiterer Plüssigkeitsanteil aus der Suspension durch das Filtermedium 22 hindurchfließt. Dadurch wächst der aus Pasern bestehende Belag auf dem Filtermedium 22. Auf diese Weise wird das fasrige Material auf dem Filtermedium 22 in.der ganzen sogenannten Formierungszone ("forming zone"), die in ihrer Bogenerstreckung durch die Leitbleche 42 und 52 definiert wird. Im einzelnen bildet sich in dieser Formierungszone eine ggfs. stark verfilzte "Matte" aus dem fasrigen Material.

Beim Weiterlaufen der Trommel gelangt diese Matte über das stromabwärtige Ende des Leitbleches 52 hinaus und gerät unter die Wirkung der unter Druck stehenden Flüssigkeit in den Kammern 74 und 82, wobei die unter Druck stehende Flüssigkeit nach innen durch die Matte und das Filter 22 hindurchfließt, was einem Waschen entspricht. Die Waschzone ("washing zone") ist ebenfalls in Fig. 3 angedeutet. Das durch die unter Druck stehende Flüssigkeit in der Kammer 84 nach innen gedrückte Leitblech 80 nähert sich graduell immer mehr dem Filter 22, wenn man im Uhrzeigersinne fortschreitet, und kommt zumindest über J>o des Trommelumfanges mit der gewaschenen "Matte" aus fasrigem Material in Eingriff und verdichtet diese Matte, wobei weiteres Wasser aus ihr ausgepreßt wird. Die unter Druck stehende Waschflüssigkeit in der Kammer 82 verhindert, daß aus der Matte durch das Leitblech 80 ausgedrückte Flüssigkeit nach hinten, d.h. im Gegenuhrzeigersinne, durch die Kammer 82 fließt, was zum Zerreißen der Matte führen würde und ggfs. auch zu einem Schlupfen oder Rutschen der soweit hergestellten Matte auf dem Filtermittel. Es ist wichtig, daß also die Reibung zwischen der Matte und dem Leitblech 80 so klein wie möglich gehalten wird, und daß keine leeren Stellen oder Löcher in der Matte entstehen. Die Hubkolbenanordnungen 83 werden

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kontinuierlich mit Strömungsmittel beaufschlagt, um das Leitblech 80 gegen das Filterniedium 22 zu drücken und insoweit die Druckflüssigkeit.in der Kammer 82 wirkungsmäßig zu unterstützen, wodurch erreicht wird, daß gerade die Andrückung des Leitbleches 80 keinen rückwärtigen Flüssigkeitsfluß durch die Kammer 82-entstehen läßt. Ersichtlich fließt die ganze von dem Leitblech 80 aus der Matte herausgedrückte Flüssigkeit durch das Filtermedium 22 ins Innere der Trommel 2o.

Die kurz hinter dem stromabwärtigen Ende des Leitbleches 8Q angeordnete Preßwalze 98 drückt nun weiterhin einen Teil der in der Matte aus Fasern verbliebenen Flüssigkeit nach innen durch das Filtermedium 22 und auch dieses Wasser wird durch die Auslaßöffnung 113 abgeführt. Es hat sich gezeigt, daß die Kombination eines sich allmählich dem Filtermedium nähernden Leitbleches 80 mit der unmittelbar dahinter angeordneten Preßwalze 98 eine Matte aus fasrigem Werkstoff ergibt, die wesentlich dichter ist, als auf bekanntem Wege erzielbar ist. Insbesondere wird das Krumpeln des fasrigen Materials und auch ein im Gegenuhrzeigersinhe verlaufender Druckflüssigkeits-Fluß vermieden, der sich immer dann eingestellt hat, wenn man eine Matte ähnlicher Zusammensetzung und Dichte durch einen einzigen PressungsVorgang herstellen wollte. Wenn beispielsweise die zugeführte Emulsion etwa vier Prozent Feststoffe enthält, erhält man hinter der Preßwalze 98 eine Matte mit einem Feststoffgehalt von immerhin etwa dreißig Prozent.

Die Matte aus fasrigem Material wird hinter der Preßwalze 98 vom Filtermedium 22 durch die obere Rakel I08 abgenommen. Etwa danach noch verbleibende Fasern werden von der Rakel Ho abgehoben. Wenn sich tatsächlich einmal eine Verstopfung oder Blockierung in einer der bogenförmigen

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Kammern über dem Umfang der Filtertrommel 22 ergibt, dann kann man eine solche Verstopfung leicht dadurch beseitigen, daß man die Leitbleche 52 und 8o sowie ggfs. auch die Anpreßwalze 98 etwas vom Filter abhebt, um dadurch einen hinsichtlich des Querschnittes konstant bleibenden bogenförmigen Raum um das Filter 22 zu erhalten, durch welchen eventuell zu dicke Schichten aus Fasermaterial ohne weiteres durch den Speisedruck der Suspension transportiert werden kann.

In Fig. 5 ist ein Teil einer Ausführungsform dargestellt, bei der die gleichen Bezugszeichen verwendet werden, jedoch jeweils mit einem kleinen a dahinter, wenn es sich um ein vergleichbares Element handelt. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht ein Unterschied gegenüber dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel darin, daß die Kammer 84a ausserhalb des Leitbleches 60a hinsichtlich der Strömungsmittelbeaufschlagung von der davor angeordneten Kammer 76a getrennt ist und infolgedessen einen eigenen Einlaßanschluß 114 aufweist, der mit der Kammer 84a in Verbindung steht, um unter Druck stehendes Wasser oder eine andere Waschflüssigkeit einzubringen. Bei diesem Aus führungs bei spiel ist die Preßxvalze 98a direkt durch einen Strömungsmittel-betätigten Kolben Ho oder dgl. in Richtung auf die Filterschicht 22a vorgespannt.

Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 6, bei welcher entsprechende Bezugszeichen mit einem kleinen b versehen sind, ist eine andere Ausführungsform dargestellt, bei welcher das Leitblech 80b nicht durch unter Druck stehendes Strömungsmittel gegen das Filter 22b vorgespannt ist, sondern durch entsprechend beaufschlagte Spiralfedern 118.

In Fig. 7 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei

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welchem entsprechende Teile Bezugszeichen mit einem c haben. In diesem Falle ist das stromabwärtige Ende des Leitbleches 52c durch ein flexibles und federnd nachgiebiges Dichtungselement 12o gehaltert. Der bogenförmige ■ Raum zwischen den nebeneinander liegenden Enden der Leitbleche 52c und 8oc ist in zwei Kammern 122 und 124 mit getrennten Einlaßanschlüssen 126 bzw. 128 aufgeteilt, durch welche zwei verschiedene Ströme unter Druck stehender Flüssigkeit zum Waschen oder anderweitigen Behandeln des fasrigen Materials eingeführt werden, welches auch hier wieder auf dem Filtermedium 22c liegt und transportiert wird.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 8, in welcher entsprechende Bezugszeichen mit einem d versehen sind, ist ■ das Leitblech 52d durch Federn 128 in Richtung auf die Filterschicht 22d vorgespannt.

In Fig. 9 ist.ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem entsprechende Bezugszeichen durch ein e ergänzt sind. In diesem Falle ist das Leitblech 52e sowohl durch eine Feder Ij5o als auch durch über den Anschluß 152 zugeführte Druckflüssigkeit in Richtung auf die Filtermasse 22e vorgespannt.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. lo, in welcher entsprechende Bezugszeichen durch ein f ergänzt sind, ist das Leitblech 52f durch unter Druck stehende Flüssigkeit wie erläutert vorgespannt, die durch einen Einlaßstutzen 134 in die Kammer 6of eingespeist wird. Es ist weiter ein flexibles federndes Dichtungselement Ij56 am stromabwärtigen Ende des Leitbleches 52f vorgesehen, welches die Kammer 6of von der darauf folgenden Kammer 138 trennt, wodurch man eine unter Druck stehende Waschflüssigkeit getrennt von der Zuführung 1J54 durch eine eigens hierfür vorgesehene Zuführung l4o in die Kammer 138 ein-

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speisen kann.

Ersichtlich kann man im Falle eines nicht in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles die Anordnung nur zum. Eindicken von unter Druck stehenden Suspensionen verwenden, die fasriges Material enthalten, wobei keine Waschfunktiori ausgeübt wird. In diesem Falle kann man das erste Leitblech 52 bzw. 52c, bzw. 52d, bzw. 52e, bzw. 52f weglassen. Weiterhin kann man die Ausführungsbeispiele entsprechend den Figuren 5 bis Io auch untereinander merkmalsmäßig kombinieren. Selbstverständlich können entsprechende Merkmale gemäß den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 5 bis Io auch entsprechende Merkmale bzw. Merkmalskombinationen beim Aüsführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 4 ersetzen. Insbesondere können die Leitbleche je nach Anforderung durch andere als die beschriebenen Mittel in Richtung auf die Filtertrommel vorgespannt bzw. bewegt werden.

Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß die Erfindung eine besonders gut geeignete Anordnung zur Lösung der eingangs beschriebenen Aufgabe schafft. Darüberhinaus liefert die Erfindung ein Verfahren zum Behandeln einer Fasermaterial enthaltenden Suspension auf dem Außenumfang eines Filtermediums, das seinerseits auf einer Trommel in vorherbestimmtem Drehsinne gedreht wird. Das Verfahren besteht insoweit aus den Verfahrensschritten einer Zuführung der unter Druck stehenden Suspension an eine Seite des Filtermediums in Richtung der Trommeldrehung; ein nächster Schritt ist die Bildung einer Art Matte aus Fasermaterial auf dem Filter mit Hilfe eines gekrümmten Leitbleches, das federnd derart auf die Filtertrommel vorgespannt ist, daß es in Verfahrensrichtung gesehen, einen stets kleiner werdenden Querschnitt für die Matte freiläßt. Dabei verwendet man zweckmäßig für die auf die Trommel zuweisende Innenfläche des Leitbleches einen Werkstoff mit besonders

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niedriger Reibung. Ein nächster Verfahrenssehritt besteht im Waschen der Matte aus Fasermaterial entweder mit Hilfe desjenigen Strömungsmittels, das auch dazu verwendet wird, das Leitblech vorzuspannen, oder mit Hilfe, eines eigens zu diesem Z\>reck zugeführten Strömungsmittels. Ein nächster Verfahrensschritt besteht in der Verdichtung der gewaschenen Matte aus Pasermaterial mit Hilfe eines zweiten bogenförmig gekrümmten Leitbleches, welches in Richtung auf das Filtermedium federnd vorgespannt ist, und in Arbeitsrichtung gesehen den Querschnitt zwischen sich und der Pilteroberflache verkleinert. Dänach kann man ggfs. die so bereits verdichtete Matte vreiter verdichten durch Anwendung einer Preßwalze, wonach die Matte von der Filterfläche - zweckmäßig einer Trommel - abgenomman wird.

Patentansprüche

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Claims

PATENTANWÄLTE Z Z I Z Z U D

HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN

DIPL.-PHYS. IU DIPL-ING, β MÖNCHEN 25 · LIPOWSKYSTR. 10

Improved Machinery, Inc. ir-im-lo

MK/BK

Patentansprüche

Vorrichtung zur Behandlung von fasrige Bestandteile enthaltenden Suspensionen, z.B. Papierpulpe, mit in Arbeitsrichtung sich drehender Trommel, deren Umfangsfläche ein Filter darstellt, gekennzeichnet durch:

eine leitblechartige (5o,8o) Anordnung, die mit dem Filter (22) zusammenarbeitend den Umfang der Trommel auf einem wesentlichen Teil umgibt, auf der der Trommel zuweisenden Fläche einen geringen Reibungskoeffizienten hat und in Richtung zum Filter bewegbar angeordnet ist, wobei mindestens ein Leitblech federnd in Richtung auf die Trommel vorgespannt ist und zwischen Leitblech und Trommelumfang in Drehrichtung der Trommel einen kleiner werdenden Spalt zwischen sich und der Trommel bildet,

einen Einlaß (32,38,44) am stromaufwärtigen Ende der Leitblechanordnung für die unter Druck stehende Suspension zum Einführen der Suspension in den sich in Arbeitsrichtung verengenden Raum zwischen Filter und Leitblech; und

eine Abnahmeeinrichtung (I08) am stromabwärtigen Ende der Leitblechanordnung zur Aufnehme der min-

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destens teilweise entwässerten fasrigen Bestandteile.

.2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur elastischen Vorspannung der Leitblechanordnung in Richtung auf die Filtertrommel (22) radial außerhalb der Leitbleche unter Druck stehendes Strömungsmittel auf diese wirkt.

5· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorspannung der Leitblechanordnung in Richtung auf die Filtertrommel Federn vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis J>, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßrichtung für die unter Druck stehende Suspension an der Einlaßstelle mit der Drehrichtung der Trommel an dieser Stelle zusammenfällt.

5· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeiohnet durch eine Preßwalze (98), welche zwischen dem stromabwärtigen Ende der Leitblechanordnung und der Abnahmeeinrichtung (ToS) einen radialen Druck auf das aus dem Raum zwischen den Leitblechen und dem Filter austretende Gut ausübt,

6. Anordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Leitblech (52) etwa von der Stelle des Einlasses an sich bogenförmig in Drehrichtung der Trommel (22) über 60 - 12o° erstreckt^ und daß ein zweites Leitblech (80) sich darauf folgend über einen weiteren Teil des Umfangs der Trommel erstreckt, wobei auch das zweite Leitblech federnd in Richtung auf die Trommel zu vorgespannt ist und der Spalt zwischen dem zweiten Leitblech und der Trommel steuerbar kleiner wird, und daß zwischen

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den beiden Leitblechen im Bereich des stromabwärtigen Endes des ersten Leitbleches Flüssigkeit unter Druck .dem Filter von außen zugeführt wird.

7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Leitbleche auf der der Trommel zuweisenden Seite mit einem Belag versehen sind, der einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßwalze (98) hinter dem stromabwärtigen Ende des zweiten Leitblechs (80) angeordnet ist.

9. Anordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß radial außerhalb beider Leitbleche Kammern vorgesehen sind, dfe ein unter Druck stehendes Strömungsmittel aufnehmen, um dadurch die Leitbleche in Richtung auf das Filter (22) vorzuspannen.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bogenförmige Raum zwischen dem zweiten Leitblech (80) und dem Filter (22) in Verbindung mit der Zuführung für Flüssigkeit unter Druck steht.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche (52,8o) Jeweils am stromauf wärtigen Ende im Bereich der Druckmittelzuführungen scharnierartig schwenkbar gehaltert sind.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 11, gekennzeichnet durch ein drittes Leitblech

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zwischen dem ersten und dem zweiten Leitblech (52,80).

1J5. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Verstärkungsrippen zur starren Verbindung des dritten Leitbleches mit dem Gehäuse der Vorrichtung, sowie Verstärkungsrippen an den Außenflächen der anderen Leitbleche.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 und Ij5, dadurch gekennzeichnet, daß der dem dritten Leitblech am nächsten liegende Abschnitt des ersten Leitbleches (52) flexibel und frei von Verstärkungsrippen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennr zeichnet, daß zur elastischen Vorspannung der Leitbleche in Richtung auf das Filter (22) außerhalb der Leitbleche mit Druck beaufschlagte Räume vorgesehen sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Druckflüssigkeit aus dem Raum außerhalb des ersten Leitbleches (52) zwischen dem ersten und dem zweiten Leitblech in den Raum zwischen dem zweiten Leitblech (80) und dem Filter (22) einströmt und als Waschflüssigkeit für das Fasermaterial dient.

17. Vorrichtung nach Anspruch I5 oder 16, dadurch gekennzeich net, daß die mit Druckflüssigkeit gespeisten Kammern außerhalb des ersten und des zweiten Leitbleches in Verbindung miteinander stehen.

18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 17, gekennzeichnet durch einen Motor (66) zum Vorspannen des ersten Leitbleches (52) in Richtung auf die Filtertrommel (22).

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19· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche β bis 18, gekennzeichnet durch einen zweiten Motor (88) zum Vorspannen des stromabwärtigen Endes des zweiten Leitbleches (8o) in Richtung auf die Filtertrommel (22).

20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 19* dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Leitblech (8o) eine Bogenlänge in Umfangsrichtung der Trommel (22) von mehr als ]5o Winkelgraden hat.

21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 2o, dadurch gekennzeichnet, daß der- bogenförmig gekrümmte Raum zwischen den Leitblechen und der Trommel an den stromabwärtigen Enden der Leitbleche in eine Mehrzahl von Kammern aufgeteilt ist, und daß jede dieser Kammern mit Strömungsmittel unter Druck gespeist ist.

22. Verfahren zum Behandeln einer Suspension enthaltend fasriges Material mittels eines Filters, der auf dem Umfang einer stets gleichsinnig angetriebenen Trommel angeordnet ist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: Zuführung der unter Druck stehenden Suspension an einer Umfangsstelle des Filters; Bildung einer "Matte" aus Fasern auf der Filtertrommel; waschen dieser "Matte" mit unter Druck stehender Flüssigkeit; Verdichten der gewaschenen Matte und abnehmen der Matte vom Filter, wobei mindestens einer der Verfahrensschritte der Bildung bzw. Verdichtung der Matte durch ein bogenförmig gestaltetes Leitblech durchgeführt wird, welches derart in Richtung auf die Filtertrommel vorgespannt ist, daß der Raum zwischen der besonders g.eitfähigen Innenfläche des Leitbleches und der Trommel in Arbeitsrichtung kleiner wird.

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23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Verdichtungs-Verfahrensschritt der Matte durch ein Leitblech durchgeführt wird, und daß ein weiterer Verdichtungsschritt durch eine Preßwalze durchgeführt wird.

24. Verfahren nach Anspruch 22* dadurch gekennzeichnet, • daß das zur Verdichtung dienende Leitblech etwa Jo Winkelgrade über den Umfang der Filtertrommel führt.

25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß während des Verdichtens der Matte das dazu dienende Leitblech gegen Bewegung auf das Filter zu festgehalten wird.

26. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine Waschflüssigkeit unter Druck in den Raum zwischen das Leitblech und das Filter eingespeist wird, um ein Zerreißen der gebildeten Matte zu verhindern.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Verfahrensschritt der Bildung der Matte als auch der Verfahrensschritt deren Verdichtung durch Leitbleche durchgeführt wird, und daß bei einer Verstopfung des Raumes zwischen dem bzw. den Leitblech bzw. Leitblechen und dem Filter die Leitbleche vom Filter wegbewegt werden, um eine kontinuierliche Beförderung des Outes zu bewirken, und daß das ggfs. festsitzende Gut durch unter Druck stehen des Strömungs mittels in Arbeitsrichtung weiter bewegt wird.

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