AT14488U1

AT14488U1 - Filterelement

Info

Publication number: AT14488U1
Application number: ATGM9005/2013U
Authority: AT
Original assignee: Voith Patent Gmbh
Priority date: 2012-04-12
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2015-12-15
Also published as: DE102012205936A1; CN204699494U; WO2013152915A1; DE202012013086U1; FI10829U1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filterelement (1) eines rotierenden Scheibenfilters zur Abtrennung von Flüssigkeiten aus einer Suspension (2), insbesondere einer Faserstoffsuspension, dessen Innenraum (4) mit einer Unterdruckquelle in Verbindung steht und dessen Außenseite von wenigstens einer perforierten, flexiblen Filterschicht (3) gebildet wird. Dabei soll die Einsatzdauer der Filterschicht (3) dadurch verlängert werden, dass sich die Filterschicht (3) in Richtung Innenraum (4) auf einer perforierten Stützschicht (5) des Filterelementes (1) abstützt.

Description

Beschreibung

FILTERELEMENT

[0001] Die Erfindung betrifft ein Filterelement eines rotierenden Scheibenfilters zur Abtrennung von Flüssigkeiten aus einer Suspension, insbesondere einer Faserstoffsuspension, dessen Innenraum mit einer Unterdruckquelle in Verbindung steht und dessen Außenseite von wenigstens einer perforierten, flexiblen Filterschicht gebildet wird.

[0002] Derartige Scheibenfilter werden zur Eindickung der Suspension und in der Papierindustrie insbesondere zur Faserstoffrückgewinnung eingesetzt.

[0003] Auf den Filterscheiben bildet sich infolge des Druckunterschieds zwischen der Faserstoffsuspension und dem Innenraum der Filterscheiben eine Vliesschicht. Beim Eintauchen der Filterscheiben in die Faserstoffsuspension gelangt so weitestgehend nur Wasser in den Innenraum der Filterscheiben.

Die Vliesschicht wird beim Austauchen über Schaber entfernt und zum entsprechenden Stoffauslauf geführt oder mit Wasser in den Stoffauslauf gespritzt.

[0004] Dabei ist die Filterschicht einer hohen Belastung ausgesetzt, was deren Lebensdauer begrenzt. Nicht selten kommt es sogar zum Riss der Filterschicht.

[0005] Die Aufgabe der Erfindung ist es daher die Nutzungsdauer der Filterelemente zu verlängern.

[0006] Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass sich die Filterschicht in Richtung Innenraum auf einer perforierten Stützschicht des Filterelementes abstützt. Die Stützschicht vermindert die Belastung der Filterschicht erheblich, was sich entsprechend positiv auf die Lebensdauer auswirkt. Dabei erfolgt die Abstützung möglichst umfassend über die gesamte Fläche der Filterschicht und ohne die Filterwirkung der Filterschicht zu beeinträchtigen.

Im Ergebnis kann so verhindert werden, dass die Filterschicht infolge des Unterdrucks zu stark in Richtung Innenraum gezogen wird.

[0007] Bei der Herstellung und der Abstützung ergeben sich Vorteile, wenn die Filter- und/oder die Stützschicht eben ausgebildet sind.

Jedoch kann es zur Bildung einer möglichst großen Filteroberfläche von Vorteil sein, wenn die, die Außenseite des Filterelements bildende Oberfläche der Filterschicht uneben, vorzugsweise gewellt ausgebildet ist. Außerdem kann es bei der Herstellung der Filterelemente oder zur Bildung eines möglichst großen Innenraumes vorteilhaft sein, wenn beide Seiten der Filterschicht uneben, vorzugsweise gewellt ausgebildet sind.

[0008] Im Interesse einer entsprechenden Perforierung und Stabilität sollten die Filterschicht von einem Gewebe und/oder die Stützschicht von einem Gewebe oder einem Gitterelement gebildet werden. Dabei können die Gitterelemente aus sich kreuzenden Gitterstäben bestehen, die an Kreuzungspunkten verbunden, insbesondere verschweißt, verklebt oder verschmolzen sind.

[0009] Wegen der unterschiedlichen Aufgaben sollte außerdem die Perforation der Stützschicht wesentlich größer als die der Filterschicht sein. Dabei hat sich herausgestellt, dass es von Vorteil ist, wenn die Maschenweite der Stützschicht zwischen 3 und 30 mm, vorzugsweise zwischen 5 und 15 mm liegt.

[0010] Zur möglichst intensiven Abstützung der Filterschicht sollte die Filterschicht auch im unbelasteten Zustand mit der Stützschicht in Kontakt stehen. Um die Abstützung noch weiter zu verbessern, ist es von Vorteil, wenn die Stützschicht an der Filterschicht befestigt ist. Dies kann insbesondere durch Festweben, Annähen oder Ankleben an die Filterschicht erfolgen.

[0011] Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Steifigkeit der Stützschicht wesentlich höher als die der Filterschicht ist.

[0012] Für die Anwendung in Scheibenfiltern zur Behandlung von Faserstoffsuspensionen sollte das Filterelement kreissektorförmig ausgebildet und vorzugsweise auf einer, mit der Unterdruckquelle verbundenen Flohlwelle befestigt sein. Dabei bilden mehrere Filterelemente die kreisförmige Filterscheibe.

[0013] Zur Realisierung einer sicheren und einfachen Verbindung zwischen der Flohlwelle bzw. einem Kanal in der Hohlwelle und dem Innenraum der daran befestigten Filterelemente sollte die Hohlwelle an der Außenfläche mehrere Öffnungen besitzen, wobei vorzugsweise jedem Filterelement eine separate Öffnung zugeordnet ist.

[0014] Im Interesse einer stabilen und einfachen Konstruktion sollte der Innenraum zumindest überwiegend, vorzugsweise gänzlich von einem oder mehreren Tragelementen ausgefüllt sein. Dies kann auch dahingehend optimiert werden, dass der Innenraum nur ein Tragelement beinhaltet und dieses Tragelement vorzugsweise als Gewebe ausgebildet ist, wobei auf beiden Seiten des Tragelementes eine Filterschicht angeordnet ist.

[0015] Diese Lösung erlaubt auch die Bildung der Filterschichten beider Seiten des Filterelementes von einem einzigen sackförmigen Element, was über das Tragelement mit den Stützschichten gezogen und zur Befestigung beispielsweise auf dieses aufgeschrumpft wird.

[0016] Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt: [0017] Figur 1a+b: einen Querschnitt durch zwei verschiedene Filterelemente 1; [0018] Figur 2a+b: eine Draufsicht auf zwei unterschiedliche Filterelemente 1 vom Innenraum 4 aus; [0019] Figur 3: eine Seitenansicht eines Scheibenfilters und [0020] Figur 4: eine Draufsicht des Scheibenfilters.

[0021] Die Faserstoffsuspension 2 wird gemäß Figur 3 und 4 über einen Einlauf 10 in den Behälter 8 des Scheibenfilters geleitet. Im Behälter 8 befindet sich eine horizontal verlaufende und rotierbar gelagerte Hohlwelle 6 mit mehreren senkrechten und axial voneinander beabstan-deten Filterscheiben 7.

[0022] Die Filterscheiben 7 werden dabei jeweils von mehreren kreisringsektorförmigen Filterelementen 1 gebildet, die über je einen Sektorfuß mit der Hohlwelle 6 verbunden sind.

[0023] Zur Senkung des Herstellungsaufwandes besteht die Hohlwelle 6 aus mehreren, sich in axialer Richtung erstreckenden und in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Modulen.

[0024] Die Filterscheiben 7 besitzen einen Innenraum 4, der über eine separate Öffnung der Hohlwelle 6 mit einem Kanal in derselben zur Fluidführung in Verbindung steht. Der Innenraum der Filterscheiben 7 wird dabei von perforierten und axial voneinander beabstandeten Filterschichten 3 begrenzt.

[0025] Um das Wasser aus der Suspension 2 abziehen zu können, steht die mit einer Unter-druckquelle verbundene Hohlwelle 6 mit dem Innenraum 4 der Filterscheiben 7 in Verbindung. Die sich dabei an der Außenseite der Filterelemente 1 bildende Vliesschicht wird nach dem Auftauchen aus der Suspension 2 in den Stoffauslauf 9 befördert.

[0026] Die äußere Oberfläche der Filterelemente 1 wird gemäß den Figuren 1 und 2 im Wesentlichen von einer perforierten, ebenen Filterschicht 3 in Form eines Gewebes gebildet, welche über ein Tragelement 11 in Form eines Stützrahmens gespannt ist.

[0027] Der Stützrahmen umfasst hier mehrere jeweils senkrecht zueinander angeordnete Stützstreben aus Metall oder Kunststoff, wobei die viereckigen Freiräume zwischen den Stützstreben jeweils eine offene Fläche zwischen 50 und 98% haben und so zu keiner Behinderung des Durchflusses führen.

[0028] Wegen des Unterdrucks im Innenraum 4 der Filterscheiben 7 und der Druckbeanspru- chung von der Suspension 2 sind die Filterschichten 3 sehr stark belastet, was ihre Einsatzdauer beschränkt.

Zwar kann der Stützrahmen die Filterschicht 3 etwas fixieren, jedoch wird diese beim Eintauchen in die Suspension 2 relativ stark in die Freiräume des Stützrahmens gedrückt. Hinzu kommt, dass die Anzahl der Stützstreben zur Minimierung der Herstellungskosten möglichst gering ist.

[0029] Um diese Beanspruchung der Filterschicht 3 zu vermindern, befindet sich zwischen Stützrahmen und der Filterschicht 3 noch eine zusätzliche Stützschicht 5. Während Figur 2a eine Stützschicht 5 in Form eines Gewebes zeigt, wird die Stützschicht 5 bei Figur 2b von einer Gitterstruktur gebildet. Diese Gitterstruktur besteht aus sich kreuzenden Gitterstäben aus Kunststoff, die an den Kreuzungspunkten miteinander verschmolzen sind.

[0030] Die ebenfalls ebene und perforierte Stützschicht 5 steht auch ohne Belastung mit der Filterschicht 3 in Kontakt und kann diese so umfassend abstützen. Zusätzlich kann die Stützschicht 5 noch an der Filterschicht 3 befestigt, beispielsweise eingewoben, angenäht oder angeklebt sein.

[0031] Außerdem hat die Stützschicht 5 eine größere Perforation und eine geringere Flexibilität als die Filterschicht 3. Um den Durchfluss des Wassers nicht zu behindern, liegt die Maschenweite der Stützschicht 5 zwischen 5 und 15 mm.

[0032] Im Gegensatz hierzu besitzt dieses Filterelement 1 bei Figur 1b ein Tragelement 11 aus einem Metall-Gewebe hoher Stabilität, welches den Innenraum 4 des Filterelementes 1 weitestgehend ausfüllt.

[0033] Die Außenfläche des Filterelementes 1 wird auf beiden Seiten des Tragelementes 11 von einer Filterschicht 3 in Form eines textilen Gewebes gebildet, wobei auch hier zwischen Tragelement 11 und Filterschicht 3 eine Stützschicht 5 vorhanden ist.

[0034] Beide Filterschichten 3 des Filterelementes 1 sind Teil eines sackförmigen Elementes, welches über das Tragelement 11 mit den Stützschichten 5 gezogen und darauf thermisch aufgeschrumpft wird. Die sich dabei ergebende Wellung zumindest der Außenfläche der Filterschicht 3 vergrößert die Oberfläche des Filterelementes 1.

[0035] Das in den Innenraum 4 des Filterelements 1 gelangende Wasser kann problemlos durch das gewebeförmige Tragelement 11 zur Hohlwelle 6 fließen.

Claims

Ansprüche 1. Filterelement (1) eines rotierenden Scheibenfilters zur Abtrennung von Flüssigkeiten aus einer Suspension (2), insbesondere einer Faserstoffsuspension, dessen Innenraum mit einer Unterdruckquelle in Verbindung steht und dessen Außenseite von wenigstens einer perforierten, flexiblen Filterschicht (3) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Filterschicht (3) in Richtung Innenraum (4) auf einer perforierten Stützschicht (5) des Filterelementes (1) abstützt.
2. Filterelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterschicht (3) eben ausgebildet ist.
3. Filterelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die, die Außenseite des Filterelementes (1) bildende Oberfläche der Filterschicht (3) uneben, vorzugsweise gewellt ausgebildet ist.
4. Filterelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass beide Seiten der Filterschicht uneben, vorzugsweise gewellt ausgebildet sind.
5. Filterelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützschicht (5) eben ausgebildet ist.
6. Filterelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterschicht (3) von einem Gewebe gebildet wird.
7. Filterelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützschicht (5) von einem Gewebe oder einem Gitterelement gebildet wird.
8. Filterelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Perforation der Stützschicht (5) wesentlich größer als die der Filterschicht (3) ist.
9. Filterelement (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschenweite der Stützschicht (5) zwischen 3 und 30 mm vorzugsweise zwischen 5 und 15 mm liegt.
10. Filterelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterschicht (3) auch im unbelasteten Zustand mit der Stützschicht (5) in Kontakt steht.
11. Filterelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeit der Stützschicht (5) wesentlich höher als die der Filterschicht (3) ist.
12. Filterelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses kreissektorförmig ausgebildet und vorzugsweise auf einer, mit der Unterdruckquelle verbundenen Hohlwelle (6) befestigt ist.
13. Filterelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (4) zumindest überwiegend, vorzugsweise gänzlich von einem oder mehreren Tragelementen ausgefüllt ist.
14. Filterelement (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (4) ein Tragelement (11) in Form eines Gewebes beinhaltet.
15. Filterelement (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Seiten des Tragelementes (11) eine Filterschicht (3) angeordnet ist. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen