DE69107199T2 - Gerät zum filtrieren von suspensionen und betriebsverfahren des gerätes. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Filtrieren von einen Filterkuchen ausbildenden Suspensionen, wie z.B. Faserpulpen, und auf ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung.
• Der Ausdruck "Filterkuchen ausbildende Suspensionen" bedeutet hier diejenige Art von Suspension, die beim Durchlauf durch ein Filtermaterial eine poröse Filzschicht aus Grobteilchen auf dem Filtermaterial hinterläßt. Die Filzschicht wird während des Filtrierbetriebs allmählich dicker und demzufolge weniger flüssigkeitsdurchlässig. Deshalb muß der Filterkuchen regelmäßig vom Filtermaterial entfernt werden, um eine optimale Filterleistung zu erzielen.
• Ein Verfahren zum Ablösen des Filterkuchens vom Filtermaterial besteht darin, das Filtermaterial wiederholt aus einem Bad, das die zu filtrierende Suspension enthält, derart herauszuheben, daß der Filterkuchen durch Schwerkrafteinwirkung abfällt; dies setzt allerdings voraus, daß der Filterkuchen eine hinreichende Menge an Flüssigkeit enthält. Mit anderen Worten, die Konzentration an Grobteilchen im Filterkuchen muß relativ klein sein. In diesem Fall wird der Filtrierbetrieb normalerweise dadurch bewerkstelligt, daß zwischen der zu filternden Suspension und der gebildeten Feinfraktion der Suspension eine hydrostatische Druckdifferenz hergestellt wird. Vorrichtungen zum derartigen Durchführen von Filtrierverfahren werden nachstehend hydrostatische Filtriervorrichtungen genannt, wie sie z.B. in der GB-A-2178973 offenbart sind.
• Ein weiteres Verfahren zum Entfernen des Filterkuchens besteht darin, Flüssigkeitsstrahlen auf das Filtermaterial zu sprühen, solange sich Letzteres oberhalb des Suspensionsbades befindet, so daß der Filterkuchen in Stücken vom Filtermaterial abgespritzt wird. Dieses Verfahren wird in solchen Filtrierprozessen angewandt, bei denen die Konzentration an Grobteilchen im Filterkuchen erhöht wird, indem die Feinfraktionsseite des Filtermaterials unter Vakuum gesetzt wird. Vorrichtungen zum derartigen Durchführen von Filtrierverfahren sind als Vakuumfiltervorrichtungen bekannt, wie sie z.B. in US-A-4123363 offenbart sind.
• Bekannt ist eine Bauart einer hydrostatischen Filtervorrichtung zum Filtern von einen Filterkuchen ausbildenden Suspensionen, wie z.B. Faserpulpen, mit einem Behälter für die zu filternde Suspension; einem Einlaß zum Zuführen einer Suspension in den Behälter; einer drehbaren, sich horizontal erstreckenden Hohlwelle mit einer Umfangswand, welche sich im Behälter erstreckt; und einer Einrichtung zum Drehen der Hohlwelle. Mindestens eine ringförmige, sich im wesentlichen vertikal erstreckende hohle Filterscheibe mit zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden aus Filtermaterial ist an der Umfangswand konzentrisch zur Welle montiert. Die Umfangswand weist Löcher zum Herstellen einer Verbindung zwischen dem Inneren der hohlen Filterscheibe und dem Inneren der Hohlwelle auf. Es gibt eine Einrichtung zum Regeln des Volumens der in dem Behälter befindlichen Suspension während des Betriebs derart, daß die Seitenwände aus Filtermaterial sich teilweise oberhalb der im Behälter vorhandenen Suspension befinden, während die Hohlwelle zumindest teilweise in die im Behälter befindliche Suspension eingetaucht ist. Dadurch ist der Gasdruck auf die im Behälter befindliche Suspension im wesentlichen gleich dem in der Hohlwelle herrschenden Gasdruck. Im Betrieb wird eine Feinfraktion der Suspension durch die Seitenwände aus Filtermaterial in die hohle Filterscheibe und aufgrund des hydrostatischen Drucks der im Behälter befindlichen Suspension weiter durch die Löcher in die Hohlwelle gedrückt, und außerhalb der Filterscheibe wird eine Grobfraktion der Suspension gebildet. Es gibt einen Feinfraktions-Auslaß zum Auslassen der Feinfraktion der Suspension aus dem Inneren der Hohlwelle und einen Grobfraktions-Auslaß zum Auslassen der Grobfraktion der Suspension aus der Vorrichtung.
• Diese Bauart einer hydrostatischen Filtervorrichtung ist von einfacher und kostengünstiger Konstruktion und wird insbesondere zum Entwässern von Faserpulpen-Suspensionen im Zusammenhang mit Papierherstellungsverfahren verwendet. Ein Mangel dieser Filtervorrichtung besteht jedoch in der geringen Ausnutzung des in die Suspension eingetauchten Filtermaterials infolge der vergleichsweise flüssigkeitsundurchlässigen Faserfilzschicht, die sich im Betrieb rasch auf dem Filtermaterial bildet. Tatsache ist, daß etwa zwei Drittel der gewonnenen Feinfraktion der Suspension von demjenigen Filtermaterial gewonnen werden, das sich am abtauchenden Teil der Filterscheibe befindet, wo die Filzschicht im Durchschnitt vergleichsweise dünn ist, wohingegen nur etwa ein Drittel der Feinfraktion von dem Filtermaterial im aufsteigenden Teil der Filterscheibe gewonnen wird, wo der Filzbelag dick ist. Ein weiterer Mangel dieser Bauart hydrostatischer Filtervorrichtungen liegt in ihrem Unvermögen, entwässerte, eingedickte Faserpulpen-Suspensionen hervorzubringen, die eine Faserkonzentration von mehr als ungefähr 3% besitzen; dies macht eine Verwendung dieser Filtervorrichtung für viele Filtrieranwendungen in der Papierherstellungsindustrie unmöglich. Filtriervorgänge zum Herstellen eingedickter Faserpulpen-Suspensionen mit einer Faserkonzentration von mehr als 3% werden herkömmlich mittels der eingangs genannten Vakuumfiltervorrichtungen durchgeführt. Eine derartige Vakuumfiltervorrichtung ist jedoch viel schwieriger herzustellen und zu installieren als eine hydrostatische Filtervorrichtung, was einen erheblichen Mehraufwand an Kosten bedeutet. So weist eine Vakuumfiltervorrichtung normalerweise wenigstens ein Fallrohr von etwa 7 Metern Höhe auf, um das erforderliche Vakuum zu schaffen. Diese Fallrohranordnung führt dazu, daß der Verbrauch an Pumpenergie in der Vorrichtung relativ hoch ist, da die Feinfraktion der Suspension um die entsprechende Höhe des Fallrohrs nach oben gepumpt werden muß. Darüber hinaus verursacht ein solches Fallrohr eine erhöhte Beimischung von Luft in der Feinfraktion der Suspension, was den Nachteil bedeutet, daß die Leistung nachfolgender Faserpulpenverarbeitungsmaschinen vermindert wird. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Angabe einer neuen hydrostatischen Filtervorrichtung mit verbesserter Leistung pro Filtermaterialeinheit.
• Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe einer neuen hydrostatischen Filtervorrichtung, die in der Lage ist, eine höhere Grobteilchenkonzentration in der Grobfraktion der Suspension hervorzubringen als die hydrostatischen Filtervorrichtungen nach dem Stand der Technik.
• Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe eines geeigneten Verfahrens zum Betreiben der neuen Vorrichtung zwecks Erzielung einer hohen Grobteilchenkonzentration in der Grobfraktion der Suspension.
• Erfüllt werden diese Aufgaben von einer gattungsgemäßen hydrostatischen Filtervorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß -(a) die Filterscheibe mit Trennwänden versehen ist, welche sich zwischen den einander gegenüberliegenden Seitenwänden der Filterscheibe erstrecken und derart angeordnet sind, daß sie den Innenraum der Filterscheibe in eine Anzahl von Kammern unterteilen, welche aufeinanderfolgend um die Filterscheibe herum angeordnet sind, wobei die Anzahl an Kammern gleich der Anzahl an Löchern ist, welche in der Umfangswand der Hohlwelle ausgebildet sind, -(b) die Kammern durch die Löcher jeweils mit dem Inneren der Hohlwelle verbunden sind, wodurch jedes Loch einen Auslaß aus der ihm zugeordneten Kammer zum Herausführen der Feinfraktion aus der Kammer darstellt, -(c) eine Einrichtung zum Aufrechterhalten eines Feinfraktions-Sumpfes in der Hohlwelle vorhanden ist, und -(d) die Trennwände derart angeordnet sind, daß jede Kammer an irgendeinem Punkt der Drehung der Filterscheibe im aufwärtsstrebenden Teil der Filterscheibe sich zumindest teilweise oberhalb des in der Hohlwelle befindlichen Feinfraktions-Sumpfes befindet, während gleichzeitig der Feinfraktions-Auslaß der Kammer in den Feinfraktions-Sumpf hinein geöffnet ist.
• Jede Kammer wirkt im aufwärtsstrebenden Teil der Filterscheibe als Fallrohr, sobald zumindest ein Teil der Kammer sich oberhalb des in der Hohlwelle befindlichen Feinfraktions-Pegels befindet, während der Auslaß der Kammer in den Suspensionssumpf hineinführt, so daß in der Kammer ein Unterdruck erzeugt wird. Somit wird an dem besagten Punkt der Drehung der Filterscheibe die Druckdifferenz zwischen dem Außenraum und dem Innenraum der Kammer durch den in der Kammer entstehenden Unterdruck vergrößert, und folglich steigt der durch das Filtermaterial der Kammer tretende Durchfluß von Feinfraktion an. Auch wird aufgrund der vergrößerten Druckdifferenz eine stärker zusammengepreßte Filzschicht aus Grobteilchen auf dem Filtermaterial der Kammer gebildet, mit dem Ergebnis, daß die Grobteilchenkonzentration in der Grobfraktion der Suspension erhöht wird.
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Betreiben der neuen Vorrichtung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Filterscheibe mit einer derartigen Geschwindigkeit rotiert, daß jede Kammer ein Volumen an Feinfraktion enthält, sobald mindestens ein Teil der Kammer über den Pegel der im Behälter befindlichen Suspension gehoben wird. Dies hat zur Folge, daß Feinfraktion aus der Filzschicht abgesaugt wird, mit dem Vorteil, daß die Grobteilchenkonzentration in der Grobfraktion weiter erhöht wird.
• Nach einer bevorzugten Ausführungsform der neuen Vorrichtung sind die Trennwände derart angeordnet, daß jede der Kammern an irgendeinem Punkt der Drehung der Filterscheibe im aufwärtsstrebenden Teil der Filterscheibe sich zumindest teilweise oberhalb der im Behälter befindlichen Suspension befindet, während gleichzeitig der Feinfraktions-Auslaß der Kammer in den Feinfraktions-Sumpf hineinführt. Dies hat den Vorteil, daß im Betrieb ungeachtet der Drehzahl der Filterscheibe Feinfraktion aus der Filzschicht, die sich oberhalb der im Behälter befindlichen Suspension befindet, abgesaugt wird, was die Grobteilchenkonzentration in der Grobfraktion der Suspension weiter erhöht.
• Vorteilhaft erstrecken sich die Trennwände von der Hohlwelle ausgehend in Drehrichtung der Filterscheibe nach vorne, um in jeder Kammer eine hohe Feinfraktionssäule mit entsprechend großem Unterdruck zu bilden, sobald die betreffende Kammer im Betrieb nach oben gedreht wird.
• Die Erfindung wird nachstehend an Beispielen unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert; darin zeigt
• Fig. 1 einen vertikalen Querschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung,
• Fig. 2 einen Längsschnitt entlang der in Fig. 1 eingezeichneten Linie II-II,
• Fig. 3 einen vertikalen Querschnitt durch eine abgewandelte Form einer Filterscheibe für die in Fig. 1 gezeigte Filtervorrichtung,
• Fig. 4 einen vertikalen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung,
• Fig. 5 eine Teildraufsicht entlang der in Fig. 4 eingezeichneten Linie V-V,
• Fig. 6 eine Teilschnittansicht entlang der in Fig. 4 eingezeichneten Linie VI-VI, und
• Fig. 7 einen vertikalen Querschnitt durch eine Kammer für die in Fig. 4 gezeigte Filtervorrichtung.
• Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Filtervorrichtung umfaßt einen Behälter 1 mit einem an einer Seite des Behälters 1 angeordneten Einlaßrohr 2 für die zu filternde Suspension und einem an der entgegengesetzten Seite des Behälters 1 angeordneten Auslaßrohr 3 für die eingedickte Suspension, d.h. für die erzeugte Grobfraktion. Eine kreiszylindrische Trommelwelle 4 mit einer Umfangswand 5 verläuft horizontal im Behälter 1 und ist an letzterem drehbar gelagert. Der Innendurchmesser der Hohlwelle 4 beträgt 1,6 Meter (normalerweise 1 bis 2m). Ein Antriebsmotor 6 ist an einem Ende der Welle 4 angeordnet, um die Welle zu drehen. Drei hohle ringförmige Filterscheiben 7, jeweils von 4m (normalerweise 3 bis 5,5 m) Durchmesser, sind auf der Welle 4 vertikal und unter gegenseitigem Abstand montiert, und zwar konzentrisch zur Welle. Jede Filterscheibe 7 besitzt zwölf Trennwände 8, eine Umfangswand 9 und zwei einander gegenüberliegende Seitenwände 10 aus Filtermaterial, z.B. Tuch oder Vlies, das von zwei flüssigkeitsdurchlässigen Wandelementen 10a gehalten wird. Die Trennwände 8 erstrecken sich von der Hohlwelle 4 ausgehend in Drehrichtung der Filterscheiben 7 nach vorne und unterteilen dabei den Innenraum jeder Filterscheibe 7 in zwölf Kammern 11, die aufeinanderfolgend um die Filterscheibe 7 herum angeordnet sind. Die Kammern 11 stehen mit dem Innenraum der Hohlwelle 4 jeweils über ein in der Umfangswand 5 ausgebildetes Loch 12 in Verbindung.
• Dem Antriebsmotor 6 gegenüber besitzt die Hohlwelle 4 ein offenes Ende, bei dem die Umfangswand 5 dichtend und drehbar in einer Ausnehmung 13 der Wand des Behälters 1 gelagert ist. Der Innenraum der Hohlwelle 4 steht über das offene Ende der Welle 4 und die Ausnehmung 13 mit dem Innenraum eines an der Außenseite des Behälters 1 angeordneten Feinfraktion- Auslaßorgans 14 in Verbindung. Ein einstellbares Überlaufglied 15 befindet sich bei der Ausnehmung 13 an der Wand des Behälters 1, um in der Hohlwelle 4 einen Feinfraktions-Sumpf zu bilden.
• Ein einstellbares Überlaufglied 16 zum Steuern des im Behälter 1 befindlichen Suspensionsvolumens ist an den Wänden des Behälters 1 bei dem die eingedickte Suspension abführenden Auslaßrohr 3 angeordnet.
• An beiden Seiten jeder Filterscheibe 7 sind Sprühdüsen 17 angeordnet, die ausgebildet sind, unter hohem Druck Flüssigkeitsstrahlen gegen die gebildete Grobteilchenschicht zu sprühen, damit diese Filterkuchenschicht vom Filtermaterial abgelöst wird und in die im Behälter 1 befindliche Suspension fällt. An beiden Seiten jeder Filterscheibe 7 befindet sich jeweils ein Mitnehmerelement 18, das von der Hohlwelle 4 ausgehend in Drehrichtung der Filterscheiben 7 nach hinten verläuft, um im Behälter 1 befindliche eingedickte Suspension radial nach außen und in Umfangsrichtung nach vorn zum Überlaufglied 16 zu führen. Jede Filterscheibe 7 ist ferner an ihrer Umfangswand 9 mit einem Mitnehmerelement 19 versehen, das ausgebildet ist, die eingedickte Suspension aus der Nachbarschaft der Wand des Behälters 1 zum Überlaufglied 16 mitzunehmen.
• Ein wichtiges Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Entwässerung von Faserpulpensuspensionen, und daher wird der Betrieb der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Vorrichtung nachstehend im Zusammenhang mit der Entwässerung einer Faserpulpensuspension beschrieben.
• Eine zu entwässernde Faserpulpensuspension mit einer Faserkonzentration von typischerweise 0,6% wird dem Behälter 1 durch das Einlaßrohr 2 zugeführt. Der Pegel der im Behälter 1 befindlichen Suspension wird mit Hilfe des Überlaufglieds 16 so eingestellt, daß die Seitenwände 10 aus Filtermaterial, welche die an der Oberseite der Filterscheiben befindlichen Kammern 11 bedecken, sich oberhalb der Suspension befinden. Die Welle 4 wird vom Antriebsmotor 6 in einer Richtung derart gedreht, daß die nächst des Einlaßrohrs 2 gelegenen Teile der Filterscheiben 7 nach unten gedreht werden, während die nächst des Überlaufglieds 16 am Auslaßrohr 3 gelegenen Teile der Filterscheiben 7 nach oben gedreht werden. Der hydrostatische Druck in der im Behälter 1 befindlichen Suspension bewirkt, daß eine hauptsächlich Wasser enthaltende Feinfraktion der Suspension durch die Seitenwände 10 aus Filtermaterial in die Kammern 11 eintritt. Die so erzeugte Feinfraktion fließt aus den Kammern 11 über die Löcher 12 der Umfangswand 5 in die Hohlwelle 4. Ein Sumpf von Feinfraktion wird in der Hohlwelle 4 mittels des Überlaufglieds 15 aufrechterhalten, über welches die Feinfraktion hinweggelangt und dann über den Feinfraktions-Auslaß abgeführt wird. Das Überlaufglied 15 wird so eingestellt, daß eine hinreichende hydrostatische Druckdifferenz zwischen der im Behälter 1 befindlichen Suspension und dem in der Hohlwelle 4 befindlichen Feinfraktionssumpf beibehalten wird. In der im Behälter 1 befindlichen Suspension entsteht an den Filtermaterial- Seitenwänden 10 eine poröse Faserschicht. Diese wird bei der durch die Suspension führenden Bewegung der Seitenwände 10 dicker und flüssigkeitsundurchlässiger. Wenn sich eine Kammer 11 in der in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen A bezeichneten 3-Uhr-Stellung befindet, hat diese Kammer 11 ihren Feinfraktionsinhalt im wesentlichen über den in der Hohlwelle 4 befindlichen Feinfraktionssumpf hinaus angehoben, so daß in der Kammer 11 ein Unterdruck entsteht, welcher der Höhe H der in Kammer 11 wirksamen Feinfraktion entspricht. Das einen Auslaß für die Feinfraktion darstellende Loch 12 dieser Kammer 11 führt in den Feinfraktionssumpf hinein; dadurch ist verhindert, daß aus der Hohlwelle 4 Luft in die Kammer 11 eindringt. Der entstandene Unterdruck vergrößert den in die Kammer 11 fließenden Feinfraktionsstrom und unterstützt die Ausbildung einer dichteren (mit anderen Worten: weniger wasserhaltigen) Fasermatte.
• Wenn sich eine Kammer 11 teilweise über den im Behälter 1 befindlichen Suspensionsspiegel hinausgehoben hat, und zwar in die in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen B bezeichnete 2-Uhr- Stellung, verbleibt wegen der hohen Drehgeschwindigkeit der Filterscheiben immer noch eine Feinfraktionsmenge in der Kammer, so daß in der Kammer 11 ein Unterdruck erzeugt wird, der Feinfraktion aus der Fasermatte in die Kammer 11 und Luft in die Fasermatte zieht. In diese Kammer 11 werden durch ihr Auslaßloch 12 zwar ein paar Luftblasen eintreten und den in der Kammer 11 erzeugten Unterdruck vermindern, aber nicht aufheben.
• Die Fasermatte wird mittels Wasserstrahlen aus den Sprühdüsen 17 in lose Klumpen zerlegt, und diese fallen von den Seitenwänden 10 in die im Behälter 1 befindliche Suspension. Die diese Faserklumpen enthaltende eingedickte Suspension wird von den Mitnehmerelementen 18, 19 über das Überlaufglied 16 hinweg zum Auslaßrohr 3 mitgenommen. Die eingedickte Faserpulpen-Suspension, welche die Vorrichtung über das Auslaßrohr 3 verläßt, stellt die gebildete Grobfraktion der Suspension dar, die im vorliegenden Fall eine Faserkonzentration von bis zu etwa 5%, eventuell mehr, aufweisen kann.
• Die in Fig. 3 gezeigte Filterscheibe 20 ist von gleicher Bauweise wie die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Filterscheibe 7, mit der Ausnahme, daß ihre Trennwände 21 sich im wesentlichen in Radialrichtung erstrecken. Die Scheibe 20 kann in der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Vorrichtung verwendet werden, wenn die geforderte Faserkonzentration in der Grobfraktion niedriger als etwa 5% ist. Dafür kann die mit Filterscheiben 20 ausgestattete Vorrichtung nach den Figuren 1 und 2 mit höherer Drehzahl betrieben werden und dadurch einen höheren Durchsatz erzielen. Der Grund dafür ist, daß aus den Kammern zwischen den radialen Trennwänden 21 die Feinfraktion schneller entleert werden kann als aus den Kammern 11 der Scheibe 7.
• Bei den meisten Filteranwendungen würde die Filtervorrichtung optimal betrieben werden und im wesentlichen unempfindlich gegenüber Änderungen der Betriebsparameter (z.B. des Zuflusses, des Mahlgrads und der Zusammensetzung) sein, wenn das Volumen der Kammern das auf der Grundlage des Suspensionszuflusses berechnete Nennvolumen der Kammern übersteigen würde. Um dies zu erreichen, kann die Filterscheibe abgewandelt werden, indem der Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Seitenwänden aus Filtermaterial so vergrößert wird, daß das Volumen jeder Kammer anwächst. Im Betrieb einer mit einer solchen abgeänderten Filterscheibe ausgerüsteten Vorrichtung werden die Kammern im abtauchenden Teil der Filterscheibe nur zum Teil mit Feinfraktion aus der im Behälter befindlichen Suspension gefüllt, wie in Fig. 3 veranschaulicht. Jedoch fließt Feinfraktion aus dem Feinfraktionssumpf in die untersten Kammern zurück und füllt diese. Das Ergebnis ist, daß die Kammern im auftauchenden Teil der Filterscheibe ein größeres Volumen an Feinfraktion enthalten als bei einer nicht-abgewandelten Filterscheibe. Dies bedeutet, daß die Dauer des Unterdrucks, der in jeder Kammer erzeugt wird, sobald sie sich über den in der Hohlwelle befindlichen Feinfraktionssumpf erhebt, verlängert wird. Somit wird die Faserkonzentration der Grobfraktion erhöht, da die oberhalb der Suspension befindliche Fasermatte wirksamer entwässert wird.
• Die in den Figuren 4 bis 6 gezeigte Filtervorrichtung besitzt einen Behälter 22, ein Einlaßrohr 23, eine Hohlwelle mit Umfangswand 24, hohle Filterscheiben 25, zwölf Trennwände 26 im Inneren jeder Filterscheibe 25 zum Unterteilen des Innenraums der Filterscheibe 25 in zwölf Feinfraktions-Kammern 27, und Feinfraktions-Auslaßlöcher 28 in der Umfangswand 24, wobei alle vorgenannten Bauteile in einer Weise angeordnet sind, wie dies bei den entsprechenden Bauteilen der Fall ist, die in Verbindung mit der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Vorrichtung beschrieben wurden. Der Unterschied zwischen der in den Figuren 4 bis 6 gezeigten Vorrichtung und der vorstehend im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 beschriebenen Vorrichtung liegt hauptsächlich in der Konstruktion der Kammern 27 und in der Art und Weise, wie die erzeugte Grobfraktion aus der Vorrichtung abgeführt wird. Jede Trennwand 26 ist in Drehrichtung der Filterscheiben 25 nach vorne geknickt, um zwei gerade Wandabschnitte zu bilden, nämlich einen radial inneren Wandabschnitt 26a und einen radial äußeren Wandabschnitt 26b. Der äußere Wandabschnitt 26b ist in einem Winkel zum inneren Wandabschnitt 26a angeordnet. (Alternativ kann jede Trennwand 26 in Drehrichtung stufenlos nach vorne gekrümmt sein.) Bei dieser Ausbildung der Trennwände 26 wird in der Kammer 27 ein sehr hoher Unterdruck erzielt, sobald diese sich in der in Fig. 4 mit dem Bezugszeichen C bezeichneten 2-Uhr-Stellung befindet. In dieser Stellung entspricht der Unterdruck in der Kammer 27 der Höhe H der in der Kammer 27 wirksamen Feinfraktionssäule.
• Ein Vergleich zwischen der Kammer 27 und einer zwischen radialen Trennwänden ausgebildeten Kammer 29 ist in Fig. 7 veranschaulicht. Hieraus ist ersichtlich, daß die Höhe H der in der Kammer 27 befindlichen Feinfraktion ungefähr viermal so hoch ist wie die Höhe der in der Kammer 29 befindlichen Feinfraktion. Somit ist der Unterdruck in der Kammer 27 ungefähr viermal so hoch wie in der Kammer 29.
• Beim Betrieb der Vorrichtung nach den Figuren 4 bis 6 mit einer Faserpulpen-Suspension entwässert der in den Kammern 27 erzeugte hohe Unterdruck die Grobteilchenmatte soweit, daß alle Filtermaterial-Seitenwände der Kammern 27 jeweils mit einem zusammenhängenden Faserkuchen bedeckt ist. Solche Faserkuchen zerfallen nicht, wenn sie von den Wänden der Kammern 27 entfernt werden, was zu Verstopfung und Stillstand der Vorrichtung führen kann. Deshalb sind an den Seiten der Filterscheiben 25 an den abtauchenden Teilen derselben vertikale Fallschächte 30 angeordnet, um abgelöste Kuchen aufzunehmen. Die Fallschächte 30 sind über einen horizontalen Schneckenförderer 31 miteinander verbunden, der die Kuchen zu einem gemeinsamen Abführrohr 32 fördert.
• Sprühdüsen 33 sind an den radial äußeren Enden der Filterscheiben 25 oberhalb der Fallschächte 30 angeordnet, um Wasserstrahlen hohen Drucks gegen die zwischen den Faserkuchen vorhandenen Fugen und gegen die Seitenwände aus Filtermaterial zu richten, um die Kuchen abzurollen, damit sie in die Fallschächte fallen. Um den Betrieb der Kuchenentfernungsarbeit zu erleichtern, kann das Filtermaterial an allen Seiten der Kammern 27 jeweils mit einer Anzahl von wasserundurchlässigen streifenförmigen Zonen versehen sein, die zwischen benachbarten Trennwänden verlaufen, mit der Wirkung, daß an den Seitenwänden der Kammern 27 jeweils eine Anzahl von kleinen, getrennten Faserkuchenstücken gebildet werden. Auch sind Sprühdüsen 34 vorhanden, um das Filtermaterial zu reinigen, bevor dieses in die Suspension abtaucht.
• Der gewünschte Suspensionspegel im Behälter 22 wird aufrechterhalten, indem die Drehgeschwindigkeit der Filterscheiben 25 gesteuert wird.
• Ein ortsfestes Wandelement 35 erstreckt sich in Axialrichtung mit Abstand zur Umfangswand 24 durch die Hohlwelle und unterteilt den Innenraum der Hohlwelle in einen Trübfiltrat-Raum 36, einen Reinfiltrat-Raum 37 und einen Reinstfiltrat-Raum 38, in dieser Reihenfolge in Drehrichtung der Filterscheiben 25 numeriert. Der Filtrat-Raum 36 empfängt trübes Filtrat aus ungefähr zwei abtauchenden Kammern 27, auf denen die Fasermatte relativ dünn ist; der Filtrat-Raum 37 empfängt reines Filtrat aus ungefähr drei Kammern 27, die vor den abtauchenden Kammern 27 liegen und mit einer vergleichsweise dicken Fasermatte bedeckt sind; und der Filtrat-Raum 38 empfängt reinstes Filtrat aus drei auftauchenden Kammern 27, auf denen der Faserteppich noch dicker ist. Drei (nicht dargestellte) Überlaufglieder halten die drei verschiedenen Filtratfraktionen auf unterschiedlichen Pegeln, so daß die Höhe des Reinstfiltrats größer ist als die Höhe des Reinfiltrats und die Höhe des Reinfiltrats größer als die Höhe des Trübfiltrats. Die positive Folge ist, daß zwischen dem Wandelement 35 und der Umfangswand 24 kein Filtrat in Drehrichtung der Scheiben übertreten kann.
• Die Filtervorrichtung nach den Figuren 4 bis 6 ist in der Lage, eingedickte Fasersuspensionen mit einer Faserkonzentration von bis zu 9% herzustellen.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Filtern von einen Filterkuchen ausbildenden Suspensionen wie einer Faserpulpe, mit:

einem Behälter (1,22) für die zu filternde Suspension,

einem Einlaß (2,23) zum Zuführen einer Suspension zu dem Behälter,

einer drehbaren, sich horizontal erstreckenden Hohlwelle (4) mit einer Umfangswand (5,24), welche sich in den Behälter hineinerstreckt,

einer Einrichtung (6) zum Drehen der Hohlwelle,

mindestens einer ringförmigen, sich im wesentlichen vertikal erstreckenden hohlen Filterscheibe (7,20,25) mit zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden (10) aus Filtermaterial, wobei die Filterscheibe auf die Umfangswand konzentrisch zu der Welle montiert ist, und die Umfangswand Löcher (12,28) zum Herstellen einer Verbindung zwischen dem Inneren der hohlen Filterscheibe und dem Inneren der Hohlwelle aufweist,

einer Einrichtung (16) zum Regeln des Volumens der in dem Behälter während des Betriebs befindlichen Suspension derart, daß die Seitenwände des Filtermaterials sich teilweise oberhalb der Suspension in dem Behälter befinden, während die Hohlwelle zumindest teilweise in die in dem Behälter befindliche Suspension eingetaucht ist, wobei der auf die Suspension in dem Behälter einwirkende Umgebungs-Gasdruck im wesentlichen gleich dem in der Hohlwelle vorhandenen Gasdruck ist, wobei eine Feinfraktion der Suspension durch die Seitenwände aus Filtermaterial in die hohle Filterscheibe und weiter in die Hohlwelle durch der Löcher aufgrund des hydrostatischen Drucks der in dem Behälter befindlichen Suspension gedrückt wird,

einem Feinfraktions-Auslaß (14) zum Auslassen der Feinfraktion der Suspension aus dem Inneren der Hohlwelle, und

einem Grobfraktions-Auslaß (3,17,30-33) zum Auslassen der Grobfraktion der Suspension aus der Vorrichtung,

dadurch gekennzeichnet, daß die Filterscheibe (7,20,25) mit Trennwänden (8,21,26) versehen ist, welche sich zwischen den einander gegenüberliegenden Seitenwänden (10) der Filterscheibe erstrecken und derart angeordnet sind, daß sie den Innenraum der Filterscheibe in eine Mehrzahl von Kammern (11,27) unterteilen, welche nebeneinander um die Filterscheibe herum angeordnet sind, wobei die Anzahl der Kammern gleich der Anzahl der Löcher (12,28) ist, welche in der Umfangswand (5,24) der Hohlwelle (4) ausgebildet sind,

wobei die Kammern (11,27) jeweils mit dem Inneren der Hohlwelle (4) durch die Löcher (12,28) verbunden ist, wobei jedes der Löcher einen Auslaß aus der jeweils zugehörigen Kammer zum Herausführen der Feinfraktion aus dieser darstellt,

eine Einrichtung (15) zum Halten eines Sumpfes von Feinfraktionen in der Hohlwelle (4) vorgesehen ist,

wobei die Trennwände (8,21,26) derart angeordnet sind, daß jede Kammer (11,27) sich zumindest teilweise oberhalb des in der Hohlwelle (4) befindlichen Sumpfes von Feinfraktion an irgendeinem Punkt der Rotationsbahn der Filterscheibe (7,20,25) bei dem sich längs der Rotationsbahn aufwärts bewegenden Teil der Filterscheibe befindet, während gleichzeitig der Feinfraktions-Auslaß der Kammer in Richtung des Feinfraktions- Sumpfes geöffnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Trennwände (8,26) derart angeordnet sind, daß jede der Kammern (11,27) sich zumindest teilweise oberhalb der in dem Behälter (1,22) befindlichen Suspension an irgendeinem Punkt der Rotationsbahn der Filterscheibe (7,25) in dem sich aufwärts bewegenden Teil der Filterscheibe befindet, wobei gleichzeitig der Feinfraktions-Auslaß (12,28) der Kammer zu dem Feinfraktions- Sumpf hin geöffnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Grobpartikel einen Filterkuchen auf denjenigen Teilen der Seitenwände (10) aus Filtermaterial ausbilden, welcher sich während des Betriebs oberhalb der in dem Behälter (1,22) befindlichen Suspension befindet, wobei der Grobfraktions-Auslaß eine Sprühdüseneinrichtung (17,33) zum Entfernen des Filterkuchens aus Grobpartikeln von den vorgenannten Teilen der Seitenwände aus Filtermaterial aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Einlaßeinrichtung (2) an dem sich nach unten bewegenden Teil der Filterscheibe (7) angeordnet ist, und der Grobfraktions-Auslaß einen Auslaßteil (3) zum Herausführen der Grobfraktion aus dem Behälter (1) an dem sich aufwärts bewegenden Teil der Filterscheibe aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Grobfraktions- Auslaßeinrichtung einen Rutschenteil (30) zum Aufnehmen des entfernten Filterkuchens aus Grobpartikeln und zum Herausführen dieser aus der Vorrichtung aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Trennwände (21) sich im wesentlichen radial in der Filterscheibe erstrecken.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Trennwände (8,26) sich ausgehend von der Hohlwelle (4) nach vorne in Rotationsrichtung der Filterscheibe (7,25) erstrecken.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei jede Trennwand (26) nach vorne in Rotationsrichtung der Filterscheibe (25) abgeknickt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei jede Trennwand (26) abgeknickt ist um so zwei gerade Wandteile auszubilden, nämlich einen in Radialrichtung inneren Wandteil (26a) und einen in Radialrichtung äußeren Wandteil (26b), wobei der äußere Wandteil sich in einem Winkel zu dem inneren Wandteil erstreckt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Einrichtung zum Halten eines Feinfraktions-Sumpfes einen Überlaufteil (15) aufweist, welcher zwischen der Hohlwelle (4) und dem Feinfraktions-Auslaß (14) angeordnet ist.

11. Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterscheibe (7,20,25) in einer derartigen Geschwindigkeit rotiert, daß jede Kammer (11,27) ein Volumen an Feinfraktion enthält, wenn mindestens ein Teil der Kammer an eine Stelle oberhalb der in dem Behälter (1,22) befindlichen Suspension verlagert wurde.