旋轉過濾器的製作方法
2024-02-06 12:21:15
專利名稱：旋轉過濾器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種旋轉過濾器，所述過濾器包括至少兩個環形過濾盤，每一個過濾盤具有多個濾芯並由一個軸所承載以便與之一起繞一個垂直於過濾盤的一個相應中心平面的軸線旋轉，所述過濾盤部分地浸入一個適於內裝一定高度的待過濾液體的容器中，同時，所述過濾器進一步包括排放溜槽裝置，它延伸到位於相鄰的過濾盤之間的空間內，用於排放沉積在所述濾芯的面對過濾介質上並從其上清除的固體。
WO 94／25140(US-A-5 656 162)描述了一種過濾器，其中，濾芯以距軸較大的距離設置並具有較小的徑向尺寸，從而使過濾盤看起來是一個圓環。因此，這種類型的過濾器被稱為環狀過濾器。在這種現有技術的環狀過濾器中，兩個相鄰過濾環的過濾介質具有一個沿徑向設置在過濾環外部的共用刮除器。引入過濾環之間的刮除器的末端通過滑入到一個設於過濾環之間並與之一同旋轉的U-形導向環而被沿軸向和徑嚮導向。刮除器也具有一個基本上為U-形的橫截面，從而也作為一個用於從過濾介質上清除濾餅的溜槽。
這種現有技術的過濾器已被證明運行得極為出色。但是，在某些情況下，人們發現，當增大濾芯的徑向高度時，沉積在濾芯上的濾餅材料的數量或體積變得很大，以致於在從濾芯上將其除去之後，濾餅材料不能恰當地被運轉於正在旋轉的位於兩個相鄰過濾環之間的槽狀導向環內的溜槽狀刮除器排除。因此，有可能出現這樣的情況，即，一部分濾餅開始在刮除器與濾芯的過濾介質(通常為濾布)之間轉動和扭轉並積累增大其尺寸，最終損壞濾布。
本發明的主要目的是如開始所述地提供一種旋轉過濾器，與現有的相關技術相比，這種過濾器可以大大地增加過濾器扇區的徑向高度。
但是，大的濾芯徑向高度在相關技術領域中是眾所周知的，例如參見US-A-3，331，512。該專利公開了一種扇形濾芯，它們具有一個從一軸基本上沿徑向的延伸部，而在該軸上具有軸向延伸的濾液排放通道。為接納從兩個相鄰的過濾盤上清除的濾餅，在這些過濾盤之間的空間內引入一個溜槽。該溜槽從一個基本上處於軸的正上方並靠近該軸的位置處延伸到在過濾盤外部的一個位置處。在較為靠近軸的區域內，該溜槽由下部側壁所限定，隨著溜槽的底部急劇地向過濾盤的外部傾斜，所述下部側壁的高度顯著增大，同時側壁的頂部邊緣基本上沿水平方向延伸到過濾盤的外部。這種過濾器的目的顯然是為了處理大量的濾餅。但是，對於這種過濾器，將毫無疑問地仍然存在著上面所述的同樣問題，這是因為顯然存在著這樣的危險，即，清除掉的濾餅部分有可能被夾在溜槽的一個邊緣和過濾扇區的表面之間，從而它們開始旋轉並積聚成相當大的厚度，因而導致濾布、過濾扇區和／或溜槽損壞，由此最終造成停機。
因此，本發明的另一個目的是提供一種如本文開始所述的旋轉過濾器，它可以清除大量的濾餅，而且不存在濾餅部分被截留在排放裝置(溜槽)和過濾扇區的過濾介質之間的危險。
根據本發明，這一目的是通過如下的方式達到的，即，對於徑向地位於相鄰過濾盤的相對過濾介質之徑向內邊緣部分內的排放溜槽，其徑向外邊緣部分之間的軸向間距不小於所述內邊緣部分之間的軸向間距，同時，對於徑向地位於所述徑向內邊緣部分外側的排放溜槽，其徑向外邊緣部分之間的軸向間距不大於所述內邊緣部分之間的所述軸向間距。
這裡用於限定方向等的術語「軸向」和「徑向」以及它們的派生詞，指的是過濾器軸的旋轉軸線以及垂直於其或基本上垂直於這個軸向的方向。
適當的是，利用間隔裝置使每個濾芯徑向地與所述軸間隔開，使得相鄰濾芯的面對的過濾介質的所述徑向內邊緣部分與軸徑向間隔開，所述間隔裝置具有比所述徑向內邊緣部分小的軸向尺寸，從而為所述排放溜槽的所述徑向外邊緣部分提供了空間，使它們能夠以比所述徑向內邊緣部分之間的所述軸向間隔大的相互之間的軸向間隔設置。
有益的是，間隔裝置包括導管裝置，用於將濾液從濾芯排放到所述軸上。
現將參照附圖，對本發明的實施例進行描述，其中
圖1是體現本發明宗旨的典型過濾器的俯視圖，圖中，過濾器的上蓋已被除去；圖2是沿圖1的Ⅱ-Ⅱ線的局部剖視圖；圖3是沿圖1的Ⅲ-Ⅲ線的剖面側視圖；圖4是沿圖2的Ⅳ-Ⅳ線截取的橫截面圖；圖5涉及圖4的一個放大部分，特別用於表示軸的一個剖面；圖6是表示兩個剛好相對的軸向通道和軸芯的一部分的透視圖；圖7是圖4所示溜槽的單獨的軸向視圖，用於更詳細地表示一個優選實施例的各種特徵；圖8是從圖7的左側觀察時圖7中溜槽的視圖；圖9是以放大的尺寸表示從上部向圖7的溜槽內觀察時的視圖；圖10是溜槽優選實施例的放大剖視圖，用以表示它與相鄰過濾盤的關係；圖11是一個根據圖10所示溜槽的實際例子的與圖10所示相對應的視圖；圖12是溜槽的第二個實施例的與圖10所示相對應的視圖；以及圖13是溜槽的第三個實施例的與圖10所示相對應的視圖。
現將參照圖1-4簡要地描述過濾器的整體結構。一個適於盛裝一定高度的待過濾液體(下面稱之為懸浮液)的容器1具有縱向壁2和3以及端壁4和5。在端壁的外部分別設有用於承載軸8的兩個端部的軸承6，7。該軸可被驅動沿箭頭A所示的方向旋轉，其上帶有多個沿軸向延伸的濾液通道9，如從圖3中看到的那樣，該濾液通道被沿圓周間隔開，通向一個位於過濾器左端處的濾液閥10。每一個濾液通道9均與多個沿軸向隔開的濾液管11連通。每個濾液管11從各濾液通道9起沿徑向延伸。在其徑向的外端，每個濾液管帶有一個過濾扇區12，從而位於一個公共的徑向平面內的多個過濾扇區構成一個過濾盤。因此，在一個過濾盤中，每個過濾扇區通過其自己的濾液管與軸向濾液通道之一連通，該濾液通道為所有相對於軸具有相同的角位置的過濾扇區所共有。
每一過濾扇區具有軸向相對的表面，其形狀與過濾介質，例如濾布13的形狀相同，以便允許濾液進入過濾扇區的內部，而例如紙漿懸浮液的纖維的固體沉積在表面上以形成濾餅。濾液通過徑向過濾管11被從過濾扇區的內部抽入軸向濾液通道9內並通過濾液閥10，該濾液閥與一個產生抽取濾液所需的真空的真空腿14(在圖2和3中只示出其上端)連通。
設有噴嘴15，從而通過將通常為濾液的液體的射流在靠近每一旋轉體頂部的過濾扇區的旋轉位置處指向過濾盤12的徑向外部，促使除掉濾餅。同時設置振動的噴射臂16，以用於在去除濾餅之後清潔過濾扇區的過濾表面。在相鄰的過濾盤之間插入一個溜槽17，用以接納從相鄰過濾盤的相對表面13上清除下來的濾餅。所述溜槽將濾餅材料帶到一個排放螺旋18處。
在通常情況下，過濾扇區相對於每一過濾盤的徑向平面DC對稱地朝其外周緣逐漸變細。
作為用於過濾扇區的徑向延伸的間隔裝置的濾液管11的配置使得形成一個開放式的結構，以允許懸浮液從容器1的端壁4上一個位於中心處的入口19沿著軸且在輪輻狀濾液管11之間在軸向上流動。除了下述的十分有益的效果之外，即，首先使懸浮液從中心進給並沿軸向在容器1內分布，然後允許懸浮液徑向向外地在過濾盤之間流過，每一過濾盤的旋轉的濾液管11還為懸浮液提供了一個恆定的攪拌，使得對所有浸入懸浮液中的過濾扇區具有一個均勻的最佳分布。這樣，消除了固體在容器中和在過濾盤的外周邊處的加厚和集中。懸浮液的中心和軸向進給使得通常用在容器的縱向側的入口箱體成為不必要的，而這是非常有益的，因為這種入口箱體在製造上十分昂貴，同時維修和搬運也很麻煩，特別是對於沿著懸浮液容器的液流分布的控制更為麻煩。
如從圖4中可特別清楚地看出的，濾液管11在靠近扇區的尾部徑向邊緣的位置處與過濾扇區12相連。還可進一步地看出，濾液管11具有一個不是完全徑向的但是基本上與軸8的周邊相切的方向，由此當過濾扇區抬高到容器1內液體的高度L之上時，使這些管具有向下傾斜的方向。因而，可以確保過濾扇區快速地將濾液排乾並以很高的流速將濾液導入軸向的濾液通道9內。同時還可以看到，在過濾扇區剛剛浸沒到懸浮液中的旋轉位置處，濾液管11朝軸向上傾斜。這就使得進入過濾扇區內的濾液將扇區內的空氣通過向上傾斜的濾液管11有效地排出，並排入軸向的濾液通道9。
從圖4中(結合圖10-13)還可以看出，濾液管具有與其橫截面相比大許多的長度。這帶來這樣一個優點，即，甚至在濾液閥將一個相關的軸向濾液通道連接到真空腿14上之前，即，當混濁的濾液還通過濾液通道排放時，濾液管對於與之相聯的過濾扇區將起著一個真空腿的作用。在過濾扇區的頂部位置上，濾液管的整個長度將加在真空腿14的高度上，從而進一步增加了抽吸作用。
軸向濾液通道9的形狀可以特別清楚地從圖3，5和6中看出。如圖5和6所示，通道的橫截面為多邊形並從遠側端(圖3中的右手側)向是與濾液閥10連通的出口端的近側端變寬。更確切地說，圖中所示的形狀為四邊形並包括一個第一基本上徑向的、由一個管狀軸芯21支撐並安裝於其上的通道側壁20，一個通道底壁22，一個徑向的外通道壁23以及一個第二基本上徑向的通道壁24。第一通道側壁20由一矩形板25構成，其外邊緣26限定了組合軸8，即，軸芯21和軸向通道9的外徑。底壁22限定出一個相對於軸C的角度，從而徑向相對的底壁朝通道的出口端會聚(圖3)。外通道壁23由一個矩形板27製成，該矩形板具有一個安裝到第一側壁20的徑向外邊緣26上的邊緣28。在每一個外通道壁23上設有多個用於在一個軸向列上的濾液管11的安裝孔29。第二通道側壁24的徑向外邊緣30與矩形板27相連，從而有效的外壁23朝通道的出口端展寬。因而，第二側壁相對於通過軸C的平面，例如圖5中的水平面HP傾斜，在該處，第二側壁24此時位於通道的最低部分，且向下向出口端傾斜。由於使第一側壁20以及第二側壁24與傾斜的底壁22相連，因此兩個側壁均向出口端展寬(見圖3)。
可以看出，不僅軸向通道的橫截面朝出口端展寬，而且通道的最低部分或「底部」在濾液所通過的旋轉位置上還朝出口端傾斜。例如，觀察通道在大約三點鐘時的位置，這時，「底部」是第二側壁24，在大約一點鐘和兩點鐘時的位置時，第二側壁24和底壁22構成「底部」，在大約十二點鐘時的位置時，只有底壁22構成「底部」。軸向濾液通道的這一傾斜特徵通過促進由真空腿14和濾液管11所產生的真空，以一種十分有益的方式有助於濾液從過濾扇區中的排放等。
類似地，在大約180°的相反的旋轉位置處，過濾扇區下降到懸浮液中，第二側壁24和底壁22向上向出口端和濾液閥傾斜，因此，有助於毫無困難地排出空氣。
為了避免一大堆濾餅被夾在溜槽的上部邊緣與過濾扇區的表面之間，本發明提出以如下的方式配置溜槽，即，將垂直地位於過濾扇區的除去濾餅主要部分的位置下方的溜槽的上部邊緣定位成在該邊緣與過濾扇區表面之間沒有垂直的狹縫。換句話說，溜槽的邊緣和過濾扇區表面至少位於同一垂直平面內，並且優選地，溜槽的邊緣在軸C的一個軸向上偏移，使得溜槽的邊緣位於一個比通過過濾扇區的徑向內部的徑向平面更靠近過濾扇區的中心平面DC的徑向平面上。
根據本發明的溜槽17的一種優選的外形輪廓示於圖4中，該溜槽的細節更詳細地示於圖7-10中。該溜槽具有一個平的底部31，它相對於一個水平面傾斜大約45°，並從排放螺旋18上方的過濾扇區的徑向外部延伸到一個位於軸的上方的位置，即，優選地位於稍微超過一個經過軸的軸線C的垂直平面VP的位置處(圖4)。在所示的優選實施例中，底部26是矩形的。軸向間隔開的基本上為垂直的側壁32，33從底部垂直地延伸。從底部31的上端開始，側壁32，33分別具有上部的徑向外邊緣34，35，它們是呈弧形彎曲的，其中心位於軸的軸線C上。如從圖4中可更清楚地看出的那樣，彎曲的邊緣34，35的半徑小於過濾扇區12的徑向內邊緣12＇。
在根據圖7-10的溜槽的優選實施例中，側壁32，33的徑向外部36，37(包括彎曲的邊緣34，35)分別沿與邊緣34，35同軸的曲線34＇，35＇向外傾斜，以便展寬溜槽的開口區。這可最清楚地從圖10中看出，該圖示出了三個過濾盤12a，12b和12c的徑向內部以及一個位於相鄰過濾盤12a和12b之間的完整的溜槽17a和一個位於相鄰過濾盤12b由12c之間的完整的溜槽17b。
過濾盤的徑向內部邊緣由圓弧狀彎曲的U-形部分38構成，該U-形部分具有腹板部分39和間隔開的凸緣40，41。實際上，每個過濾盤都具有一個圓形的U-形部分，作為對它的所有過濾扇區的支撐物，濾液管11則安裝在U-形部分的腹板部分39上，如圖10所示。每一過濾扇區從凸緣40，41上徑向向外地傾斜，如從圖1-3中可清楚地看到的那樣。因而，凸緣構成每一過濾扇區的最寬的部分。
為了給側壁的向外傾斜的部分36，36和它們的徑向地位於過濾盤內部的外邊緣34，25提供空間，徑向地在一個垂直於軸線C的平面內延伸的濾液管11沿軸線的軸向的尺寸小於過濾盤的徑向內邊緣12＇，即小於濾液管11安裝於其上的腹板部分39。濾液管相對於每一過濾盤的中心平面DC對稱地安裝在U-形部分38上。如圖10所示，濾液管最好具有矩形的橫截面。
顯然，由於溜槽側壁的邊緣34，35位於U-形部分38即過濾扇區的最寬部分的「下方」，故而沿著過濾扇區的表面下落的濾餅材料將確保被捕獲在溜槽內，而不存在任何進入基本上沿軸向延伸的、保留在邊緣34，35與腹板39之間的較小的徑向空間內的危險。
很明顯，不可能使溜槽的上邊緣沿著其朝過濾盤的外部延伸的整個長度都具有目前所討論的形狀，因為在旋轉過程中，過濾扇區必須通過該溜槽。因此，弧形的邊緣34，35轉換成基本上水平延伸的邊緣42，43，該邊緣42，43向上地終止側壁32，33的向外彎折的部分44，45。如圖7和圖9所示，向外彎折的部分44，45沿直線44＇，45＇彎折，從而逐漸加寬溜槽的上邊緣42，43，使之與過濾盤的錐形形狀相匹配。
根據圖10的溜槽的一個實際例子示於圖11中。為了便於將溜槽安裝於相鄰的過濾盤之間，將側壁32，33的傾斜的發散部分分別製成具有安裝部分48，49的可單獨地安裝和拆卸的部件46，47，如圖所示，藉助於螺釘和螺母50，51將它們緊固到側壁32，33上。
溜槽52的另一個實施例示於圖12中。該溜槽具有一個更寬的底部53和垂直於底部的筆直的側壁54，55。底部的寬度使得側壁的上邊緣56，57位於超出分別由相鄰過濾扇區12a，12b及12b，12c的U-形部分38的凸緣40，41所限定的徑向平面之外相當遠的地方。溜槽58的另一個實施例示於圖13中。這裡，其底部59具有與根據圖10的底部31基本上相同的寬度，即，小於相鄰過濾扇區的U-形部分38的凸緣部分40，41之間的軸向間距。溜槽的直的側壁60，61垂直於底部。因而，側壁的上邊緣62，63不位於過濾扇區的相應內邊緣的「下方」。為了將從扇區落下的濾餅材料引導到溜槽內，過濾扇區的徑向內邊緣設有將濾餅材料引入溜槽內的屏蔽裝置。在實際上，U-形部分38的凸緣部分40，41設有跨裝在相鄰溜槽58的上邊緣62，63上的分散板64，65。
權利要求
1．一種旋轉過濾器，包括至少兩個相鄰的環形過濾盤，每個過濾盤均具有多個濾芯(12a／12b，12b／12c)，並由一個軸(8)所承載，用於隨之圍繞一個垂直於過濾盤的相應中心平面(DC)的軸線(C)旋轉，所述過濾盤部分地浸入一個容器(1)內，所述容器適於將待過濾的液體保持在某一高度(L)上，而且所述過濾器進一步包括一個伸入位於所述相鄰的過濾盤之間的空間內的排放溜槽(17；52；57)，用於排放沉積在所述濾芯的面對的過濾介質(13)上並從其上清除的固體，所述排放溜槽具有上部邊緣(34，35；56，57；61，62)，其特徵在於，對於沿徑向位於所述相鄰過濾盤的面對的過濾介質的徑向內邊緣部分(12＇)內部的所述上部邊緣，其第一部分(34，35；56，57；61，62)之間的軸向間隔不小於所述內邊緣部分(12＇)之間的軸向間隔，同時，在沿徑向位於所述徑向內邊緣部分(12＇)外部的所述上部邊緣的第二部分(42，43)之間的軸向間隔不大於在面對的過濾介質的所述內邊緣部分之間的所述軸向間隔。
2．如權利要求1所述的過濾器，其特徵在於，每一濾芯(12)由一間隔裝置(11)與所述軸隔開，所述間隔裝置在軸向上朝一個相鄰過濾盤的延伸尺寸小於所述濾芯的徑向內端(12＇)。
3．如權利要求2所述的過濾器，其特徵在於，間隔裝置是將一個濾芯(12)與軸的一條濾液通道(9)連接起來的濾液管(11)。
4．如權利要求2或3所述的過濾器，其特徵在於，所述上部邊緣的所述第一部分限定出一個具有第一半徑的圍繞所述軸線(C)的弧，同時，所有濾芯(12)的所述徑向內端(12＇)限定出一個圓，該圓的中心位於所述軸線上並且具有一個大於所述第一半徑的第二半徑。
5．如前述權利要求之一所述的過濾器，其特徵在於，所述第一部分的所述上部邊緣(34，35)是所述溜槽(17)的相對側壁(32，33)的發散部分(36，37；46，47)的末端。
6．如權利要求5所述的過濾器，其特徵在於，所述發散部分(46，47)是可單獨安裝和拆卸的側壁部件。
7．一種旋轉過濾器，包括至少兩個環形的過濾盤，每一過濾盤具有多個濾芯(12)，並且由一個軸(8)所承載，以便隨之圍繞一個垂直於過濾盤的一個相應中心平面(DC)的軸線(C)旋轉，所述過濾盤部分地浸入一個適於容納具有某一高度(L)的待過濾液體的容器(1)內，同時所述過濾器還進一步包括伸入位於相鄰過濾盤之間的排放裝置(17)，用於接納並排放沉積在所述相鄰濾芯的面對的過濾介質上並被從其上被清除的固體，其特徵在於，它將下述特徵結合在一起a)每一濾芯(12)均由一個用於排放濾液的管裝置(11)保持與軸(8)相距一個徑向距離，所述管裝置在朝向所述相鄰濾芯的軸向上的延伸尺寸小於所述濾芯的一個徑向內端(12＇)；b)每個用於排放固體的裝置包括一個溜槽(17)，所述溜槽具有一個底部(31)，它由位於所述軸(8)上方的一點向下傾斜到一個徑向地位於所述過濾盤外部的位置處，同時該溜槽還具有從所述底部延伸出來的側壁(32，33)，所述側壁具有上部邊緣(34，35)，這些上部邊緣軸向地限定出所述溜槽的在接納從所述面對的過濾表面清除的固體方面十分有效的軸向寬度，對於沿徑向位於所述至少兩個過濾盤的過濾扇區的所述徑向內端(12＇)內部的所述溜槽的一個部分(34，35)來說，所述軸向寬度不小於在沿著所述部分(34，35)的相鄰過濾扇區的徑向內端(12＇)之間的軸向距離，而對於沿徑向位於所述至少兩個過濾盤的過濾扇區的所述徑向內端外部的所述溜槽的一個部分(42，43)來說，所述軸向寬度則小於沿著該部分(42，43)的相鄰過濾扇區的徑向內端(12＇)之間的軸向距離。
全文摘要
一種旋轉過濾器包括至少兩個環形的過濾盤,每個過濾盤具有多個濾芯( 12a/12b,12b/12c)並由一軸(8)承載,以便隨之圍繞垂直於過濾盤的中心平面(DC)的軸線(C)旋轉。一個排放溜槽(17)伸入在過濾盤之間的空間內,用於排放從濾芯的面對的過濾介質(13)上清除的固體。對於徑向地位於相鄰過濾盤的面對的過濾介質的徑向內邊緣部分(12』)內的溜槽,在其上邊緣的第一部分(34,35)之間的軸向間距不小於內邊緣部分之間的軸向間距,而徑向地位於徑向內邊緣部分外的上邊緣的第二部分(42,43)之間的軸向間距不大於面對的過濾介質的內邊緣部分(12』)之間的軸向間距。
文檔編號B01D33/46GK1291114SQ9980311
公開日2001年4月11日 申請日期1999年1月20日 優先權日1998年2月18日
發明者哈裡·尼爾森 申請人:哈裡·尼爾森