旋转过滤器 本发明涉及一种旋转过滤器，所述过滤器包括至少两个环形过滤盘，每一个过滤盘具有多个滤芯并由一个轴所承载以便与之一起绕一个垂直于过滤盘的一个相应中心平面的轴线旋转，所述过滤盘部分地浸入一个适于内装一定高度的待过滤液体的容器中，同时，所述过滤器进一步包括排放溜槽装置，它延伸到位于相邻的过滤盘之间的空间内，用于排放沉积在所述滤芯的面对过滤介质上并从其上清除的固体。
WO 94／25140(US-A-5 656 162)描述了一种过滤器，其中，滤芯以距轴较大的距离设置并具有较小的径向尺寸，从而使过滤盘看起来是一个圆环。因此，这种类型地过滤器被称为环状过滤器。在这种现有技术的环状过滤器中，两个相邻过滤环的过滤介质具有一个沿径向设置在过滤环外部的共用刮除器。引入过滤环之间的刮除器的末端通过滑入到一个设于过滤环之间并与之一同旋转的U-形导向环而被沿轴向和径向导向。刮除器也具有一个基本上为U-形的横截面，从而也作为一个用于从过滤介质上清除滤饼的溜槽。
这种现有技术的过滤器已被证明运行得极为出色。但是，在某些情况下，人们发现，当增大滤芯的径向高度时，沉积在滤芯上的滤饼材料的数量或体积变得很大，以致于在从滤芯上将其除去之后，滤饼材料不能恰当地被运转于正在旋转的位于两个相邻过滤环之间的槽状导向环内的溜槽状刮除器排除。因此，有可能出现这样的情况，即，一部分滤饼开始在刮除器与滤芯的过滤介质(通常为滤布)之间转动和扭转并积累增大其尺寸，最终损坏滤布。
本发明的主要目的是如开始所述地提供一种旋转过滤器，与现有的相关技术相比，这种过滤器可以大大地增加过滤器扇区的径向高度。
但是，大的滤芯径向高度在相关技术领域中是众所周知的，例如参见US-A-3，331，512。该专利公开了一种扇形滤芯，它们具有一个从一轴基本上沿径向的延伸部，而在该轴上具有轴向延伸的滤液排放通道。为接纳从两个相邻的过滤盘上清除的滤饼，在这些过滤盘之间的空间内引入一个溜槽。该溜槽从一个基本上处于轴的正上方并靠近该轴的位置处延伸到在过滤盘外部的一个位置处。在较为靠近轴的区域内，该溜槽由下部侧壁所限定，随着溜槽的底部急剧地向过滤盘的外部倾斜，所述下部侧壁的高度显著增大，同时侧壁的顶部边缘基本上沿水平方向延伸到过滤盘的外部。这种过滤器的目的显然是为了处理大量的滤饼。但是，对于这种过滤器，将毫无疑问地仍然存在着上面所述的同样问题，这是因为显然存在着这样的危险，即，清除掉的滤饼部分有可能被夹在溜槽的一个边缘和过滤扇区的表面之间，从而它们开始旋转并积聚成相当大的厚度，因而导致滤布、过滤扇区和／或溜槽损坏，由此最终造成停机。
因此，本发明的另一个目的是提供一种如本文开始所述的旋转过滤器，它可以清除大量的滤饼，而且不存在滤饼部分被截留在排放装置(溜槽)和过滤扇区的过滤介质之间的危险。
根据本发明，这一目的是通过如下的方式达到的，即，对于径向地位于相邻过滤盘的相对过滤介质之径向内边缘部分内的排放溜槽，其径向外边缘部分之间的轴向间距不小于所述内边缘部分之间的轴向间距，同时，对于径向地位于所述径向内边缘部分外侧的排放溜槽，其径向外边缘部分之间的轴向间距不大于所述内边缘部分之间的所述轴向间距。
这里用于限定方向等的术语“轴向”和“径向”以及它们的派生词，指的是过滤器轴的旋转轴线以及垂直于其或基本上垂直于这个轴向的方向。
适当的是，利用间隔装置使每个滤芯径向地与所述轴间隔开，使得相邻滤芯的面对的过滤介质的所述径向内边缘部分与轴径向间隔开，所述间隔装置具有比所述径向内边缘部分小的轴向尺寸，从而为所述排放溜槽的所述径向外边缘部分提供了空间，使它们能够以比所述径向内边缘部分之间的所述轴向间隔大的相互之间的轴向间隔设置。
有益的是，间隔装置包括导管装置，用于将滤液从滤芯排放到所述轴上。
现将参照附图，对本发明的实施例进行描述，其中：
图1是体现本发明宗旨的典型过滤器的俯视图，图中，过滤器的上盖已被除去；
图2是沿图1的Ⅱ-Ⅱ线的局部剖视图；
图3是沿图1的Ⅲ-Ⅲ线的剖面侧视图；
图4是沿图2的Ⅳ-Ⅳ线截取的横截面图；
图5涉及图4的一个放大部分，特别用于表示轴的一个剖面；
图6是表示两个刚好相对的轴向通道和轴芯的一部分的透视图；
图7是图4所示溜槽的单独的轴向视图，用于更详细地表示一个优选实施例的各种特征；
图8是从图7的左侧观察时图7中溜槽的视图；
图9是以放大的尺寸表示从上部向图7的溜槽内观察时的视图；
图10是溜槽优选实施例的放大剖视图，用以表示它与相邻过滤盘的关系；
图11是一个根据图10所示溜槽的实际例子的与图10所示相对应的视图；
图12是溜槽的第二个实施例的与图10所示相对应的视图；以及
图13是溜槽的第三个实施例的与图10所示相对应的视图。
现将参照图1-4简要地描述过滤器的整体结构。一个适于盛装一定高度的待过滤液体(下面称之为悬浮液)的容器1具有纵向壁2和3以及端壁4和5。在端壁的外部分别设有用于承载轴8的两个端部的轴承6，7。该轴可被驱动沿箭头A所示的方向旋转，其上带有多个沿轴向延伸的滤液通道9，如从图3中看到的那样，该滤液通道被沿圆周间隔开，通向一个位于过滤器左端处的滤液阀10。每一个滤液通道9均与多个沿轴向隔开的滤液管11连通。每个滤液管11从各滤液通道9起沿径向延伸。在其径向的外端，每个滤液管带有一个过滤扇区12，从而位于一个公共的径向平面内的多个过滤扇区构成一个过滤盘。因此，在一个过滤盘中，每个过滤扇区通过其自己的滤液管与轴向滤液通道之一连通，该滤液通道为所有相对于轴具有相同的角位置的过滤扇区所共有。
每一过滤扇区具有轴向相对的表面，其形状与过滤介质，例如滤布13的形状相同，以便允许滤液进入过滤扇区的内部，而例如纸浆悬浮液的纤维的固体沉积在表面上以形成滤饼。滤液通过径向过滤管11被从过滤扇区的内部抽入轴向滤液通道9内并通过滤液阀10，该滤液阀与一个产生抽取滤液所需的真空的真空腿14(在图2和3中只示出其上端)连通。
设有喷嘴15，从而通过将通常为滤液的液体的射流在靠近每一旋转体顶部的过滤扇区的旋转位置处指向过滤盘12的径向外部，促使除掉滤饼。同时设置振动的喷射臂16，以用于在去除滤饼之后清洁过滤扇区的过滤表面。在相邻的过滤盘之间插入一个溜槽17，用以接纳从相邻过滤盘的相对表面13上清除下来的滤饼。所述溜槽将滤饼材料带到一个排放螺旋18处。
在通常情况下，过滤扇区相对于每一过滤盘的径向平面DC对称地朝其外周缘逐渐变细。
作为用于过滤扇区的径向延伸的间隔装置的滤液管11的配置使得形成一个开放式的结构，以允许悬浮液从容器1的端壁4上一个位于中心处的入口19沿着轴且在轮辐状滤液管11之间在轴向上流动。除了下述的十分有益的效果之外，即，首先使悬浮液从中心进给并沿轴向在容器1内分布，然后允许悬浮液径向向外地在过滤盘之间流过，每一过滤盘的旋转的滤液管11还为悬浮液提供了一个恒定的搅拌，使得对所有浸入悬浮液中的过滤扇区具有一个均匀的最佳分布。这样，消除了固体在容器中和在过滤盘的外周边处的加厚和集中。悬浮液的中心和轴向进给使得通常用在容器的纵向侧的入口箱体成为不必要的，而这是非常有益的，因为这种入口箱体在制造上十分昂贵，同时维修和搬运也很麻烦，特别是对于沿着悬浮液容器的液流分布的控制更为麻烦。
如从图4中可特别清楚地看出的，滤液管11在靠近扇区的尾部径向边缘的位置处与过滤扇区12相连。还可进一步地看出，滤液管11具有一个不是完全径向的但是基本上与轴8的周边相切的方向，由此当过滤扇区抬高到容器1内液体的高度L之上时，使这些管具有向下倾斜的方向。因而，可以确保过滤扇区快速地将滤液排干并以很高的流速将滤液导入轴向的滤液通道9内。同时还可以看到，在过滤扇区刚刚浸没到悬浮液中的旋转位置处，滤液管11朝轴向上倾斜。这就使得进入过滤扇区内的滤液将扇区内的空气通过向上倾斜的滤液管11有效地排出，并排入轴向的滤液通道9。
从图4中(结合图10-13)还可以看出，滤液管具有与其横截面相比大许多的长度。这带来这样一个优点，即，甚至在滤液阀将一个相关的轴向滤液通道连接到真空腿14上之前，即，当混浊的滤液还通过滤液通道排放时，滤液管对于与之相联的过滤扇区将起着一个真空腿的作用。在过滤扇区的顶部位置上，滤液管的整个长度将加在真空腿14的高度上，从而进一步增加了抽吸作用。
轴向滤液通道9的形状可以特别清楚地从图3，5和6中看出。如图5和6所示，通道的横截面为多边形并从远侧端(图3中的右手侧)向是与滤液阀10连通的出口端的近侧端变宽。更确切地说，图中所示的形状为四边形并包括一个第一基本上径向的、由一个管状轴芯21支撑并安装于其上的通道侧壁20，一个通道底壁22，一个径向的外通道壁23以及一个第二基本上径向的通道壁24。第一通道侧壁20由一矩形板25构成，其外边缘26限定了组合轴8，即，轴芯21和轴向通道9的外径。底壁22限定出一个相对于轴C的角度，从而径向相对的底壁朝通道的出口端会聚(图3)。外通道壁23由一个矩形板27制成，该矩形板具有一个安装到第一侧壁20的径向外边缘26上的边缘28。在每一个外通道壁23上设有多个用于在一个轴向列上的滤液管11的安装孔29。第二通道侧壁24的径向外边缘30与矩形板27相连，从而有效的外壁23朝通道的出口端展宽。因而，第二侧壁相对于通过轴C的平面，例如图5中的水平面HP倾斜，在该处，第二侧壁24此时位于通道的最低部分，且向下向出口端倾斜。由于使第一侧壁20以及第二侧壁24与倾斜的底壁22相连，因此两个侧壁均向出口端展宽(见图3)。
可以看出，不仅轴向通道的横截面朝出口端展宽，而且通道的最低部分或“底部”在滤液所通过的旋转位置上还朝出口端倾斜。例如，观察通道在大约三点钟时的位置，这时，“底部”是第二侧壁24，在大约一点钟和两点钟时的位置时，第二侧壁24和底壁22构成“底部”，在大约十二点钟时的位置时，只有底壁22构成“底部”。轴向滤液通道的这一倾斜特征通过促进由真空腿14和滤液管11所产生的真空，以一种十分有益的方式有助于滤液从过滤扇区中的排放等。
类似地，在大约180°的相反的旋转位置处，过滤扇区下降到悬浮液中，第二侧壁24和底壁22向上向出口端和滤液阀倾斜，因此，有助于毫无困难地排出空气。
为了避免一大堆滤饼被夹在溜槽的上部边缘与过滤扇区的表面之间，本发明提出以如下的方式配置溜槽，即，将垂直地位于过滤扇区的除去滤饼主要部分的位置下方的溜槽的上部边缘定位成在该边缘与过滤扇区表面之间没有垂直的狭缝。换句话说，溜槽的边缘和过滤扇区表面至少位于同一垂直平面内，并且优选地，溜槽的边缘在轴C的一个轴向上偏移，使得溜槽的边缘位于一个比通过过滤扇区的径向内部的径向平面更靠近过滤扇区的中心平面DC的径向平面上。
根据本发明的溜槽17的一种优选的外形轮廓示于图4中，该溜槽的细节更详细地示于图7-10中。该溜槽具有一个平的底部31，它相对于一个水平面倾斜大约45°，并从排放螺旋18上方的过滤扇区的径向外部延伸到一个位于轴的上方的位置，即，优选地位于稍微超过一个经过轴的轴线C的垂直平面VP的位置处(图4)。在所示的优选实施例中，底部26是矩形的。轴向间隔开的基本上为垂直的侧壁32，33从底部垂直地延伸。从底部31的上端开始，侧壁32，33分别具有上部的径向外边缘34，35，它们是呈弧形弯曲的，其中心位于轴的轴线C上。如从图4中可更清楚地看出的那样，弯曲的边缘34，35的半径小于过滤扇区12的径向内边缘12＇。
在根据图7-10的溜槽的优选实施例中，侧壁32，33的径向外部36，37(包括弯曲的边缘34，35)分别沿与边缘34，35同轴的曲线34＇，35＇向外倾斜，以便展宽溜槽的开口区。这可最清楚地从图10中看出，该图示出了三个过滤盘12a，12b和12c的径向内部以及一个位于相邻过滤盘12a和12b之间的完整的溜槽17a和一个位于相邻过滤盘12b由12c之间的完整的溜槽17b。
过滤盘的径向内部边缘由圆弧状弯曲的U-形部分38构成，该U-形部分具有腹板部分39和间隔开的凸缘40，41。实际上，每个过滤盘都具有一个圆形的U-形部分，作为对它的所有过滤扇区的支撑物，滤液管11则安装在U-形部分的腹板部分39上，如图10所示。每一过滤扇区从凸缘40，41上径向向外地倾斜，如从图1-3中可清楚地看到的那样。因而，凸缘构成每一过滤扇区的最宽的部分。
为了给侧壁的向外倾斜的部分36，36和它们的径向地位于过滤盘内部的外边缘34，25提供空间，径向地在一个垂直于轴线C的平面内延伸的滤液管11沿轴线的轴向的尺寸小于过滤盘的径向内边缘12＇，即小于滤液管11安装于其上的腹板部分39。滤液管相对于每一过滤盘的中心平面DC对称地安装在U-形部分38上。如图10所示，滤液管最好具有矩形的横截面。
显然，由于溜槽侧壁的边缘34，35位于U-形部分38即过滤扇区的最宽部分的“下方”，故而沿着过滤扇区的表面下落的滤饼材料将确保被捕获在溜槽内，而不存在任何进入基本上沿轴向延伸的、保留在边缘34，35与腹板39之间的较小的径向空间内的危险。
很明显，不可能使溜槽的上边缘沿着其朝过滤盘的外部延伸的整个长度都具有目前所讨论的形状，因为在旋转过程中，过滤扇区必须通过该溜槽。因此，弧形的边缘34，35转换成基本上水平延伸的边缘42，43，该边缘42，43向上地终止侧壁32，33的向外弯折的部分44，45。如图7和图9所示，向外弯折的部分44，45沿直线44＇，45＇弯折，从而逐渐加宽溜槽的上边缘42，43，使之与过滤盘的锥形形状相匹配。
根据图10的溜槽的一个实际例子示于图11中。为了便于将溜槽安装于相邻的过滤盘之间，将侧壁32，33的倾斜的发散部分分别制成具有安装部分48，49的可单独地安装和拆卸的部件46，47，如图所示，借助于螺钉和螺母50，51将它们紧固到侧壁32，33上。
溜槽52的另一个实施例示于图12中。该溜槽具有一个更宽的底部53和垂直于底部的笔直的侧壁54，55。底部的宽度使得侧壁的上边缘56，57位于超出分别由相邻过滤扇区12a，12b及12b，12c的U-形部分38的凸缘40，41所限定的径向平面之外相当远的地方。溜槽58的另一个实施例示于图13中。这里，其底部59具有与根据图10的底部31基本上相同的宽度，即，小于相邻过滤扇区的U-形部分38的凸缘部分40，41之间的轴向间距。溜槽的直的侧壁60，61垂直于底部。因而，侧壁的上边缘62，63不位于过滤扇区的相应内边缘的“下方”。为了将从扇区落下的滤饼材料引导到溜槽内，过滤扇区的径向内边缘设有将滤饼材料引入溜槽内的屏蔽装置。在实际上，U-形部分38的凸缘部分40，41设有跨装在相邻溜槽58的上边缘62，63上的分散板64，65。