DE69027042T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von einer Faseraufschwemmung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von Halbstoff, welches Verfahren und welche Vorrichtung besonders zur Behandlung von Fasersuspensionen in der Holzverarbeitungsindustrie geeignet sind. Das Verfahren und die Vorrichtung sind insbesondere zur Eindickung besagter Suspensionen konstruiert, mit anderen Worten zur Filtrierung von Flüssigkeiten aus Fasersuspensionen in der Papier- und Zellstoffindustrie.
• Im einzelnen bezieht sich die Erfindung auf ein sogenanntes Trommelfilter, dessen Grundkonstruktion einen Behälter umfaßt, in den einzudickende Suspension eingegeben wird, und einen im Behälter umlaufenden siebüberzogenen Zylinder. Die Enden des Zylinders sind abgesperrt, um ein Füllen des Zylinders mit Suspension zu verhindern. Unter seiner Siebfläche weist der Zylinder Filtratabteile auf, in die Flüssigkeit aus der Suspension im Behälter durch den hydrostatischen Druck hineingepreßt wird, wobei die Fasern der Suspension mit der Flüssigkeit auf die Siebfläche befördert und eingedickt werden, wodurch eine Fasermatte gebildet wird. Der Zylinder bei solch einem auf hydrostatischem Druck beruhenden Filter kann in die Suspension im Behälter nur geringfügig unter seinen axialen Pegel eingetaucht werden. Wenn sich der Zylinder langsam, mit ungefähr 1 bis 3 U/min dreht, entsteht auf der Siebfläche langsam eine Fasermatte. Die Bildungsgeschwindigkeit der Matte richtet sich selbstverständlich nicht nur nach der Dicke der entstehenden Matte sondern auch danach, wie tiefim Behälter die Filtrierung stattfindet. Die Filtrierung erreicht ihre Höchstgeschwindigkeit etwas vor dem unteren Totpunkt, weil der hydrostatische Druck da nah an seinem Maximum ist und die Filtrierung noch durch keine dicke Matte gestört wird. Nach dem unteren Totpunkt verlangsamt sich die Bildung der Matte, bis sich die Bildung, natürlich, vollständig einstellt, wenn die Matte aus der Suspension auftaucht.
• Sobald die Fasermatte beim Umlaufen des Zylinders in den Behälter hineintaucht, beginnt die Filtrierung, mit anderen Worten der Abzug von Luft und Vorfiltrat aus den Filtratabteilen ohne Vakuum. Die Fasermatte wird vom Zylinder in einem Punkt entfernt, wo sie den oberen Totpunkt passiert hat und sich der Suspensionsoberfläche nähert. Die Matte kann entweder mechanisch durch Rakeln oder durch Eindüsung von entweder Flüssigkeit oder Druckluft durch die Siebfläche abgeworfen werden. Die Flüssigkeit, die in die Filtratabteile geflossen ist, kann aus der Vorrichtung zum Beispiel über die Welle der Vorrichtung oder durch Benutzung einer anderen Anordnung abgeleitet werden. Die Länge einer auf hydrostatischem Druck beruhenden Filtrationsperiode in einer Vorrichtung gemäß der obigen Beschreibung ist ungefähr 140º von einer Umdrehung eines Zylinders, und der Anteil der Vorfiltrierung liegt bei zirca 30º.
• Der obenbeschriebene Grundtyp eines Trommelfilters ist im Laufe der Jahrzehnte bemerkenswert verbessert geworden. Eine bedeutende erwähnenswerte Verbesserung besteht darin, daß die Suspension im Behälter einem Sog durch die Abteile ausgesetzt wird, wobei die Filtrierung von Flüssigkeit erheblich verbessert wird und die Kapazität der Vorrichtung somit bemerkenswert steigt. Meistens erfolgt die Saugung durch ein Saugrohr auf solche Weise, daß jedes der Filtratabteile über ein gesondertes Filtratrohr mit einem mit dem Saugrohr in der Welle der Vorrichtung verbundenem Ventil verbunden ist, wobei die Funktion des Ventils auf solche Weise gesteuert wird, daß die Fasermatte in einem Sektor von rund 240º einem Sog ausgesetzt wird. Auf dem Zylinder sind ungefähr 30 Filtratabteile angeordnet, wobei jedes der Abteile über ein separates Filtratrohr mit dem Wellenrohr des das Ventil umgebenden Zylinders verbunden ist. Weil die auf diese Weise erzeugte Fasermatte bedeutend fester an der Filteroberfläche haftet als eine auf konventionelle Art erzeugte Matte, muß die eingedickte Fasermatte durch gesonderte Vorrichtungen von der Filteroberfläche entfernt werden. An dieser Stelle soll bemerkt werden, daß das Saugrohr durch eine andere, Vakuum erzeugende Vorrichtung, wie etwa eine Vakuumpumpe, ersetzt werden kann.
• Ein alternatives Verfahren zur Entfernung der Fasermatte besteht darin, daß Flüssigkeit oder ein Luftstrahl in der entgegengesetzten Richtung durch die Filtratrohre in ein Filtratabteil eingeführt und über diesen Weg der Siebfläche zugeführt wird, wobei der Strahl die Fasermatte von der Oberfläche wegbläst und gleichzeitig die Öffnungen der Siebfläche rein spült. Bei dieser Anordnung wird der durch ein Gebläse bewirkte Mediumfluß durch die Ventilvorrichtung in die Filtratabteile geleitet. Eine andere alternative Methode besteht darin, die Blasung nach dem finnischen Patent 70803 (FR-A-24 40 228) über eine Düse direkt aus einer Druckluftquelle unter die mechanische Rakel zu arrangieren, wobei der eigentliche Abwurf der Fasermatte durch die Druckluft erfolgt, die durch die Düsen eingeblasen wird, und die Rakel die entfernte Fasermatte lediglich in die erwünschte Richtung weg vom Zylinder leitet. Was das finnische Patent betrifft, ist es jedoch offensichtlich, daß die Rakel angesichts der Sicherheitsfaktoren möglichst steif ausgeführt ist, d. h. so, daß die Rakelspitze unter keinen Umständen die Siebfläche des Zylinders berühren und sie entweder durch Abnutzung oder sogar durch Aufreißen beschädigen kann. Dies wiederum resultiert in einer Zunahme offensichtlicher Nachteile, wie etwa darin, daß der Spalt ziemlich groß eingestellt werden muß, um zu ermöglichen, daß alle Temperaturschwankungen von Rakel und Zylinder sowie Fehler in der Zylinderform berücksichtigt werden können, wobei der Spalt so groß wird, daß der auf der Zylinderfläche erzeugte dünne Pulpekuchen nicht einmal bis an die Rakelspitze von der Siebfläche reicht. In der Praxis reicht die Rakel in einigen Betriebssituationen nicht einmal heran, um die Fasermatte von der Siebfläche abzustreifen, geschweige denn die Siebfläche reinzuhalten.
• Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 3 sind aus der US-A-20 70 074 für das Entfernen von auf Filterflächen gebildeten Kuchen oder Halbstoffbahnen bekannt.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Probleme der Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik auf solche Weise zu lösen, daß es durch Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung möglich ist, den Spalt zwischen Rakelspitze und Siebfläche sicher zu minimieren.
• Diese Aufgabe wird der vorliegenden Erfindung zufolge durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 bzw. durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 3 gelöst.
• Daß Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden im folgenden ausführlicher mit Verweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigt dabei
• Fig. 1 die Entfernung von Halbstoffbahn vom Filterzylinder gemäß der vorliegenden Erfindung und die bei der Entfernung benutzten Mittel, und
• Fig. 2 die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in detaillierterer Darstellung.
• Fig. 1 und 2 stellen Abwurfmittel für die Halbstoffbahn von einem Trommelzylinders gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Fig. 1 zeigt schematisch einen Behälter 10, worin ein mit einer Siebfläche 22 versehener Filterzylinder 12 umläuft. Der Behälter 10 ist mit Fasersuspension bis zu einem Pegel K gefüllt, welche Suspension auf der Siebfläche 22 auf in der Fig. dargestellte Weise eine Halbstoffbahn R bildet. Die Abwurf- und und Abzugsmittel für die Halbstoffbahn hat man nach dem oberen Totpunkt des Zylinders 12 in Umlaufrichtung B vor dem Eintauchen der Siebfläche in die Suspension angeordnet, welche Mittel einen Rakelkörper 90, der an seinen Enden zum Beispiel an den Stützkonstruktion für das Endteil des Behälters 10 oder an den Enden der Filterhaube befestigt sind, wobei eine am Rakelkörper 90 montierte und sich sie zur Siebfläche hin erstreckende Rakel 92 einen Spalt dazwischen bildet, und eine Schräge 96 umfassen, die zu einem außerhalb des Behälters 10 angeordneten Ablauftrog 94 führt. Die Rakel 92 ist entweder aus Kunststoff, Stahl oder einem anderen für diesen Zweck geeigneten Material gefertigt.
• Die Entfernung der Pulpe von der Siebfläche erfolgt auf solche Weise, daß ein Strom aus Luft oder einem anderen geeigneten Medium von einem Gebläse (nicht dargestellt) in einen durch Siebfläche 22, Suspensionsoberfläche und abgeworfene Halbstoffbahn R gebildeten Raum 98 geleitet wird, welcher Raum 98 seitlich durch Randdichtungen (nicht dargestellt) abgesperrt, die an den Enden des Filters auf solche Weise montiert sind, daß die für die Abtragung der Halbstoffbahn R von der Siebfläche erforderliche Druckdifferenz aufrechterhalten werden kann. Das Entfernungsmedium fließt und leitet den Druck nicht nur direkt vom Spalt zwischen Rakelspitze 92 und Siebfläche 22 zur Grenzfläche zwischen Siebfläche und Halbstoffbahn sondern durch das Filtratabteil 20 auch unter die Siebfläche. Folglich kann die äußerst dünne Halbstoffbahn abgetragen werden, was mit den konventionellen Vorrichtungen bislang unmöglich gewesen ist. Weil die Filtratrohre in der Abtragungsphase durch ein Schließorgan am inneren Ende abgesperrt sind, kann das Entfernungsmedium durch die Filterrohre nicht ablaufen, sondern es herrscht der gleiche Druck im Filtratabteil wie im Raum 98.
• Durch diese Anordnung wird ein bedeutender Vorteil, nämlich der Selbstreinigungseffekt der Rakel, erreicht. Weil die Rakel 92 aus einem einigermaßen flexiblen Werkstoff hergestellt ist, verursacht die Wand zwischen den Filtratabteilen 20 beim Vorbeigehen an der Rakelspitze 92 einen geringfügigen Druckanstieg im Raum 98, der wiederum eine Biegung der Rakel 92 auswärts von der Siebfläche zur Folge hat, wobei zum Beispiel eine zwischen Rakelspitze 92 und der Siebfläche entstandene Faseransammlung sich loslösen und in die Suspension fallen kann. Wenn die Rakel 92 aufsteigt, zieht sie gleichzeitig auch die Stoffbahn etwas weg von der Siebfläche 22. Das Zusammenwirken von Rakel 92 und Entfernungsmedium kann auch auf solche Weise arrangiert sein, daß der Spalt zwischen Rakel und Siebfläche minimiert werden kann, oder aber besagte Organe sogar in Kontakt miteinander sicher angeordnet sein können. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die Flexibilität der Rakel und der Druck des druckbeaufschlagten Mediums auf solche Weise eingestellt werden, daß der Druck die Rakel immer etwas biegt, mit anderen Worten so, daß zwischen Siebfläche und Rakel in der Praxis ein sehr schmaler Spalt vorhanden ist, um das Fließen des Druckmediums zu ermöglichen. Der dadurch erreichte Vorteil besteht darin, daß bei der Anordnung auch die möglichen Verformungen des Zylinders berücksichtigt werden, wobei der Spalt zwischen Rakelspitze und Siebfläche nicht nach der größten Formabweichung bemessen zu werden braucht.
• Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, hat man ein neuartiges Verfahren und eine neuartige Vorrichtung zur Behandlung von Halbstoff mit einem Filterzylinder entwickelt. Obwohl die obige Beschreibung nur eine Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt, sind alle solchen Variationen möglich, die von den durch die beigefügten Patentansprüche festgelegten Schutzgrenzen erfaßt werden.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Behandlung von Halbstoff, welche Vorrichtung hauptsächlich besteht aus einem Behälter (10), in dem ein siebüberzogener um seine Welle drehbarer Zylinder (12) montiert und an den Enden dicht abgesperrt ist, einer außerhalb der Siebfläche (22) angeordneten Rakel (92) und einer Quelle für Druckmedium zur Abtragung und Ableitung der Stoffbahn von der Siebfläche , einer Vielzahl nebeneinander angeordneter, den Mantel des Filterzylinders (12) bildender Filtratabteile (20), Filtratrohren, die zumindest an einem Ende des Zylinders angeordnet sind und sich einwärts von den Abteilen erstrecken und mit dem inneren Enden der Filtratrohren verbundenen Saugmitteln, durch gekennzeichnet, daß die Rakel (92) in Richtung des Radius des Zylinders (12) flexibel ist, welche Rakel (92) so angeordnet ist, daß sie infolge des Drucks des Druckmediums nachgibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Spitze der Rakel (92) und Oberfläche (22) des Zylinders (12) ein Spalt vorhanden ist und daß der Spalt mit dem Druck des Druckmediums einstellbar ist.

3. Verfahren zur Behandlung von Halbstoff in einer Filtervorrichtung, wo Halbstoff in einen den Zylinder umschließenden Behälter geleitet wird, eine Halbstoffbahn auf der Oberfläche eines siebüberzogenen Zylinders gebildet wird, Wasser durch die Siebfläche der Halbstoffbahn entzogen wird, die Halbstoffbahn von der Siebfläche mittels einer Rakel entfernt und aus der Vorrichtung abgeleitet wird, und das das durch die Siebfläche abgezogene Filtrat in Filtratrohren weiter aus der Filtervorrichtung herausgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Rakelspitze und Siebfläche ein Spalt gebildet wird, indem die Rakelspitze in eine gegenüber der Siebfläche senkrechte Querbewegung gezwungen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Spalts als Funktion des Drucks des unter die Rakel geleiteten Druckmediums und der Flexibilität der Rakel arrangiert ist, so daß ein kleiner Druckmediumfluß stets unter der Rakel vorhanden ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Spaltes geändert wird, wobei die in besagtem Spalt eventuell angesammelten und festgesetzten Fasern entfernt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querbewegung durchgeführt wird, indem der Spalt zwischen Siebfläche und Rakelspitze so schmal gehalten wird, daß die Bewegung der Wand zwischen den Filtratabteilen an den Rakelspitzen vorbei einen Druckanstieg unter der Rakelspitze hervorruft, welcher Druckanstieg wiederum die Rakelspitze anhebt.