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Vorrichtung zum Erzeugen einer hin- und hergehenden Bewegung, insbesondere
des Reinigungsrohres eines Cellulosefilters mit sich drehender Filtertrommel Beim
Entwässern bzw. Filtrieren von Cellulosefasersuspensionen in der Zellstoffindustrie
muß, wie bekannt, die Konzentration der Fasern sehr niedrig sein, wenn die bestmöglichen
Filtrierungsresultate erhalten werden sollen. Vor dem Aufnehmen und Trocknen auf
Trockenmaschinen, das auf die Entwässerung folgt, muß die Konzentration der Fasern
in der Suspension durch Entfernen des größten Teils des Wassers aus der Suspension
beträchtlich erhöht werden. Dieses Entfernen von Wasser wird in sog. Entwässerungsmaschinen
oder Filtern durchgeführt. Diese Apparate bestehen üblicherweise aus einer sich
drehenden Filtertrommel, deren Umfangsfläche von einem dichtmaschigen Gewebe bedeckt
ist, auf dem die Fasern sich in Form einer Überzugsschicht absetzen, die mittels
spezieller Vorrichtungen kontinuierlich von der Trommel für die weitere Behandlung
abgenommen wird. Die kleinsten Fasern zusammen mit Harzteilchen und anderen kleineren
Verunreinigungen verstopfen bald das Filtergewebe, wodurch die Kapazität der Entwässerungsmaschine
verringert wird.
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Um diese unerwünschte Verstopfung der Filtergaze zu vermeiden, ist
die Entwässerungsmaschine üblicherweise mit einem oder mehreren Strahlrohren versehen.
Diese Rohre erstrecken sich über die gesamte Länge der Filtertrommel; sie sind mit
einer Reihe von Ausstrahlöffnungen versehen und werden mit Druckwasser beschickt,
so daß eine
Mehrzahl kräftiger Wasserstrahlen auf das Filtergewebe
gespritzt wird. Diese Wasserstrahlen treffen auf die direkt darunter liegende Fläche
des Filters.
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Bei einem bestimmten Wasserverbrauch werden die besten Ergebnisse
mit einer verhältnismäßig geringen Anzahl verhältnismäßig kräftiger Reinigungsstrahlen
erzielt. Damit die Wasserstrahlen aufeinanderfolgend die gesamte Oberfläche des
Filterstoffes wirksam erreichen, werden vorzugsweise Mittel angewendet, die dem
Rohr in Längsrichtung eine hin- und hergehende Bewegung erteilen. Eine solche hin-
und hergehende Bewegung muß jedoch mit der Drehbewegung der Filtertrommel keineswegs
synchron sein, da in einem solchen Falle die Wasserstrahlen ein Muster auf dem Filterstoff
bilden würden, wodurch die erwünschte Wirkung des Reinigungsrohres vermindert oder
auch ganz aufgehoben werden würde. Um eine unerwünschte Snychronisierung zwischen
der hin- und hergehenden Bewegung des Reinigungsrohres und der Drehung der Filtertrommel
wirksam zu vermeiden, sollen voneinander unabhängige Antriebseinrichtungen@ für
die Filtertrommel und das Reinigungsrohr verwendet werden.
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Als unabhängige Antriebseinrichtung für das Reinigungsrohr einer Entwässerungsmaschine
wurde bisher u. a. eine hydraulische Antriebsvorrichtung benutzt, die mit einem
System von Kolben und Ventilen arbeitet. Derartige hydraulische Antriebseinrichtungen
haben jedoch den Nachteil, daß sie kompliziert und kostspielig sind und zu ihrer
Betätigung filtriertes Wasser unter einem beträchtlichen Druck benötigen.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine neue Antriebsvorrichtung
für das Reinigungsrohr bzw. Stahlrohr von Entwässerungsmaschinen für Cellulosefasersuspensionen
mit einer sich drehenden Filtertrommel, die von vereinfachter Konstruktion, billiger
und verläßlicher im Betrieb ist als die bisherigen für Antriebseinrichtungen für
ähnliche Zwecke bekannten-Einrichtungen. Gemäß der Erfindung wird eine Antriebseinrichtung
geschaffen, die aus einem offenen Steigrohr, einem mit dem unteren Ende des Steigrohres
verbundenen Siphon, dessen Knie ein niedrigeres Niveau besitzt als das offene obere
Ende des Steigrohres, und einem Membrangehäuse besteht, das mit dem unteren Teil
des Steigrohres bzw. mit dem kürzeren Arm des Siphons in Verbindung steht, wobei
das Reinigungsrohr bzw. Stahlrohr mit einem seiner Enden mit der Membran dieses
Membrangehäuses verbunden ist.
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Wenn nun Wasser in das Steigrohr in einer geeignet bestimmten Menge,
vorzugsweise stetig, eingeführt wird, wird das System jeweils bis zum Niveau des
Knies des Siphons mit Wasser gefüllt und selbsttätig laufend wieder mittels dieses
Siphons entleert, wobei der Wasserdruck in dem Membrangehäuse periodisch zwischen
einem Maximum und einem Minimum schwankt, was sich in einem periodischen Herausdrücken
und Eindrücken der '.Membran auswirkt und also auch in einer hin-und hergehenden
Bewegung des mit ihr verbundenen Reinigungsrohres.
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Gemäß einer besonders geeigneten Ausführungsform der Erfindung stehen
das Steigrohr, der Siphon und das zu dem Membrangehäuse führende Rohr miteinander
über eine Sammelkammer in Verbindung, in welche die von dem Membrangehäuse führende
Leitung an einem niedrigeren Niveau als der kurze Arm des Siphons mündet, so daß
die Mündung der ersterwähnten Leitung stets völlig von Wasser überflutet ist und
also ein Eindringen von Luft in das Membrangehäuse durchaus verhindert ist. Der
Siphon ist vorzugsweise so angeordnet, daß er mit der Sammelkammer' auf einem Niveau
unterhalb des oberen Teils der Kammer verbunden ist, damit die Sammelkammer bei
jedesmaligem Funktionieren des- Siphons teilweise von Flüssigkeit entleert wird,
wodurch eine Vergrößerung der Entleerungszeit bewirkt wird. Die Sammelkammer ist
vorzugsweise in einem vertikalen Abstand unterhalb des Membrangehäuses angeordnet,
der gleich ist dem vertikalen Abstand des Diaphragmengehäuses unterhalb der Mündung
des Steigrohres, damit der Flüssigkeitsdruck in dem Membrangehäuse zwischen einem
bestimmten Maximalwert über Atmosphärendruck und dem gleichen maximalen Wert unterhalb
des atmosphärischen Druckes variiert, so daß die Membran abwechselnd im gleichen
Abstand von ihrer Ruhestellung heraus- und eingedrückt wird.
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Das zum Betrieb der Vorrichtung benötigte Wasser wird vorzugsweise
in die obere Mündung des Steigrohres aus einem gewöhnlichen Wasserhahn in Form eines
freien Strahles eingeführt. Durch Regelung des Wasserhahnes kann die Frequenz der
Membranbewegung geändert werden, derart, daß die Frequenz vermindert wird, wenn
die Menge des pro Zeiteinheit dem System zugeführten Wassers vermindert wird, und
erhöht wird durch Erhöhung des Wasserzuflusses. Für das geeignete Funktionieren
der Apparatur ist es jedoch Bedingung, daß der Siphon eine größere Menge Wasser
pro Zeiteinheit aus dem System entfernen kann als die Menge, die gleichzeitig von
dem Wasserhahn dem Steigrohr zugeführt wird.
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Im folgenden wird die Erfindung eingehend unter Bezugnahme auf die
schematische, eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellende Zeichnung
beschrieben.
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Mit io ist die drehbare Filtertrommel einer bekannten Art einer Entwässerungsmaschine
von Cellulosefasersuspensionen bezeichnet. Mit i i ist ein Reinigungsrohr bezeichnet,
mittels dessen die Filtertrommel gereinigt werden kann; dieses Reinigungsrohr erstreckt
sich über die ganze axiale Länge der Trommel und kann in seiner eigenen Längsrichtung
in zwei Lagern 12 gleiten. Druckwasser wird dem Reinigungsrohr durch einen biegsamen
Schlauch 13 zugeführt.
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Mit 14 ist ein fest angebrachtes Membrangehäuse bezeichnet; an seiner
Membran 1s ist das Reinigungsrohr i i mit einem Ende mittels einer Stange
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befestigt. Von dem Membrangehäuse führt ein Rohr 17 zu einer geschlossenen Sammelkammer
18. In den oberen Teil dieser Sammelkammer mündet ein Steigrohr i9, das an seinem
oberen Ende offen ist. Eine gewisse Strecke tiefer, jedoch in einem höheren Niveau
als das Verbindungsrohr 17, mündet in die Sammelkammer 18 der kürzere Arm 2o eines
Siphons, dessen Knie 21 in einem niedrigeren Niveau als die Mündung des Steigrohres
i9 liegt. Gemäß der Zeichnung liegt das Membrangehäuse 14 in vertikaler Richtung
in der Mitte zwischen dem Knie 21 des Siphons und der Sammelkammer 18. Oberhalb
der vorzugsweise trichterförmigen Mündung des Steigrohres i9 ist ein Wasserhahn
22 vorgesehen, aus dem Wasser in den Trichter in Form eines freien Strahls eingeführt
werden kann. An dem Membrangehäuse 14 ist ein Luftauslaßventi123 vorgesehen.
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Wenn der Apparat in Betrieb gesetzt wird, wird zunächst das Luftauslaßventil
23 geöffnet und danach der Wasserhahn 22. Das Wasser steigt dann in dem Steigrohr
i9, in dem kürzeren Arm 2o des Siphons und in dem zu dem Membrangehäuse führenden
Rohr 17 auf das gleiche Niveau. Wenn der Wasserspiegel so weit gestiegen ist, daß
alle Luft aus dem Membrangehäuse 14 ausgetrieben ist, wird das Luftauslaßventil
23 geschlossen. Wenn dann der Wasserspiegel in dem Steigrohr und dem Siphon das
Knie 21 des Siphons erreicht, beginnt der Siphon zu funktionieren und führt Wasser
aus dem System ab, bis auch die Sammelkammer 18 teilweise entleert ist, so daß die
untere Mündung des kürzeren Armes 2o des Siphons nicht im Wasser steht und den Siphon
außer Betrieb setzt. Der Wasserspiegel in dem System beginnt dann wieder zu steigen,
der Entleerungsprozeß wird wiederholt usw. Diese Arbeitsgänge werden periodisch
wiederholt, wobei folglich der statische Druck des Wassers in dem Membrangehäuse
14 zwischen einem maximalen Druck oberhalb des atmosphärischen Drucks, der der Niveaudifferenz
zwischen dem Knie 21 des Siphons und dem Membrangehäuse 14 entspricht, und einem
maximalen Druck unterhalb des atmosphärischen Drucks variiert, der der Niveaudifferenz
zwischen dem Membrangehäuse 14 und der Mündung des kürzeren Arms 2o des Siphons
entspricht. Den Druckänderungen im Membrangehäuse folgend, wird die Membran 15 abwechselnd
nach außen und nach innen gedrückt, wodurch das Reinigungsrohr i i zu einer hin-
und hergehenden Bewegung in seiner Längsrichtung gezwungen wird.
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Die hydraulische Antriebsapparatur, wie sie oben beschrieben ist,
ist sehr zuverlässig im Betrieb, da ihr bewegliche, gegeneinander abzudichtende
Teile fehlen. Bei geeigneter Dimensionierung ist der Wasserverbrauch äußerst gering,
in der Größenordnung von i bis 2 1 pro Minute, und der Preis der Apparatur ist niedrig.
Die bewirkte Bewegung ist offensichtlich völlig unabhängig von der Drehbewegung
der Filtertrommel, so daß keine Gefahr besteht, daß die Filtertrommel vom Wasser
gemustert wird.
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Die Antriebsvorrichtung ist oben als in erster Linie für ihre Benutzung
zusammen mit dem Reinigungsrohr einer Entwässerungsmaschine für Cellulosefasersuspensionen
beschrieben; jedoch ist klar, daß die Erfindung auch in anderen Fällen verwendet
werden kann, wenn es erwünscht ist, einem Gegenstand eine hin- und hergehende Bewegung
zu erteilen.