技术领域
[0001] 本
发明分别涉及一种根据
权利要求1的前序部分的用于测量盘式过滤机中的过 滤扇区的方法以及一种根据权利要求5的前序部分的用于测量盘式过滤机中的过滤扇区 的设备。
背景技术
[0002] 盘式过滤机在纸浆厂里的数个加工
位置上不仅作为
纤维过滤机使用，还作为苛化 工序中的过滤机使用。
[0003] 纤维悬浮液在纤维过滤机中脱
水，并且在一次旋转期间，在滤盘上形成的收集纤 维
滤饼被全部刮除。
[0004] 然而，盘式过滤机在化学
回收利用期间，以完全不同的方式在苛化作用中使用，其 中通常使用称为过滤表面的"预涂布"的已知技术。与过滤机是绿液、白液或者石灰浆过 滤机无关，在没有首先使过滤表面涂布有一层石灰浆的情况下，滤液（绿液、白液或冲洗流 体）不可能达到期望的纯度。过滤表面通常来说是密网布，该密网布跨过穿孔的金属
框架 保持张紧，虽然该布能够允许石灰浆的小颗粒穿过。同时，由于该布的网格必须细小，不必 产生太大的压降，因为太大的压降会限制过滤能
力。在过滤能够开始并给出期望纯度的滤 液之前，过滤表面上的石灰浆层在这种情况下将作为额外的过滤元件起作用，而且这些层 通常借助穿过过滤表面的压降的精确增加来建立。该技术意味着石灰浆层将捕获待过滤的 加工液体中的大部分石灰浆颗粒，但是，其最终导致石灰浆层的表面变得堵塞而需要更新。 通常操作者使用
刀子刮去该石灰浆层的最上面的、堵塞的表面来完成该更新。在启动期间， 首先形成给定厚度的全新的石灰浆层，在经过几小时的运行后，在随后的刮除中去除厚度 的5% -10%，并且这要发生4-5次，直到石灰浆层达到最小允许厚度。然后制造新的石灰 浆层。
[0005] 这些采用预涂布的盘式过滤机的一个问题在于，压降以及由此的过滤能力直接取 决于石灰浆层的厚度。因为盘式过滤机由紧固到空
心轴上的过滤扇区制造，所以各个过滤 扇区的设定可以不同。例如，单个过滤扇区可以在过滤机壳体内旋转，使得前边缘（沿旋转 的方向观察）
定位在比后边缘距离刮刀更远的位置。于是，前边缘的石灰浆层将变得比后 边缘厚，因此，前边缘的压降将更高。而且，一个过滤扇区中的整个过滤表面可以定位在比 其它过滤扇区更低的位置。于是，在该较低的过滤扇区上的石灰浆层将变得比其它过滤扇 区上的更厚，因此，压降将较高，这将会导致较低的过滤能力。
[0006] 对于这些过滤扇区中偏斜的测量和监测，已经使用耗时的手动过程，其中当盘式 过滤机逐步向新的测量位置旋转时，用标尺来测量刮刀与过滤扇区之间的距离。这样的盘 式过滤机（具有多于10个的滤盘，每个滤盘具有18-20个过滤扇区）的测量需要大约1-2 个工作日。因为需要在盘式过滤机旋转时在具有狭窄空间的机器内进行测量，而且使用标 尺来测量锋利的刮刀和过滤表面之间的距离，所以测量过程对操作人员来说还具有危险。 由于测量过程是耗时的，并且在此期间整个生产线还必须关闭，这就导致纸浆厂的收益的 大量损失。
发明内容
[0007] 发明目的
[0008] 本发明的第一个目的是能够在测量盘式过滤机时，最小化纸浆厂中断运作的持续 时间。
[0009] 第二个目的是获得比采用标尺测量并且在列表中记录偏斜所进行的测量更可靠 的盘式过滤机的测量。
[0010] 第三个目的是能够利用之后可以被评估的储存的测量结果获得盘式过滤机的快 速测量。在某些情况下，测量可以显示出过滤扇区具有处于可接受范围内的偏斜，并且在这 种情况下该过滤扇区可能会省略调整操作。如果在评估期间显示出某些过滤扇区具有太大 的偏斜，能够只安排针对需要调整的特定过滤扇区进行调整。
[0011] 第四个目的是能够在调整之前获得盘式过滤机的形成文件的测量（documented measurement，记录的测量），并且在对需要调整的过滤扇区进行调整之后，获得盘式过滤机 的验证测量。
[0012] 第五个目的是能够获得盘式过滤机中过滤扇区偏斜的形成文件的测量，使得能够 计算盘式过滤机的过滤能力，该能力取决于过滤扇区每个部分以及不同过滤扇区之间的压 降。
[0013] 第六个目的是验证盘式过滤机的过滤扇区的当前的偏斜，从而能够影响盘式过滤 机中的刮除功能，使得刮除功能能够最优化，并且获得阻止刮刀到达过滤表面并破坏该表 面的安全限度。
[0014] 发明的简要描述
[0015] 根据本发明的方法用于盘式过滤机中过滤扇区的偏斜的测量。盘式过滤机包括至 少一个设置于旋转的空心轴的滤盘，该滤盘由至少10个空心过滤扇区构成，每个过滤扇区 被过滤元件
覆盖并且具有空心过滤（机）安装部，所述空心过滤安装部连接到旋转的空心 轴，从而将过滤扇区中已经收集的滤液带走。独立于滤盘的固定
支撑框架安装在与每个滤 盘具有一段距离的位置。该方法的特征在于，测量头安装于支撑框架，测量头中具有测量装 置，测量装置对测量装置与滤盘的表面之间的距离进行测量。当测量装置在每个过滤扇区 上的至少两个测量点对测量头与滤盘的表面之间的距离进行测量时，空心轴旋转。已经获 得的测量值存储在连接到测量头的数据收集单元中，之后收集的测量结果用于确定单个过 滤扇区的当前偏斜，以及构建信息，基于该信息调整过滤扇区，从而使偏斜最小化。
[0016] 这个方法可借助快速的数据收集来代替冗长的手动测量过程，该快速的数据收集 给出了决定
过滤器偏斜的当前状态以及构建信息（具有最大偏斜的特定过滤扇区随后的 选择性调整以该信息为
基础）所需要的所有信息。
[0017] 根据该方法的优选
实施例，多个收集的测量点联接到唯一的过滤扇区。合适的是， 这是通过使空心轴的旋转与测量（值）的收集同步，经由联接到唯一的过滤扇区的多个收 集的测量点而发生的。通过利用多个过滤扇区之间形状的变化，可以通过探测过滤扇区的 起点和终点以及通过收集跨过相关过滤扇区的测量，来将收集的测量点联接到唯一的过滤 扇区。
[0018] 根据本发明的设备用于盘式过滤机中过滤扇区偏斜的测量。盘式过滤机包括至少 一个设置于旋转的空心轴处的滤盘。滤盘由至少10个空心的过滤扇区构成，每个过滤扇区 被过滤元件覆盖并且具有空心过滤安装部，空心过滤安装部连接到旋转的空心轴，从而将 过滤扇区中已经收集的滤液带走。此外，独立于所述滤盘的固定支撑框架安装在与每个滤 盘具有一段距离的位置。该设备的特征在于，其包括：
[0019] -测量头，具有快速释放联接件，该测量头借助快速释放联接件安装在支撑框架 上；
[0020] -测量头中的位置
传感器，对测量装置与滤盘的表面之间的距离进行测量，从而形 成瞬时测量结果；
[0021] -数据传输链路，用于从测量装置传输瞬时测量结果；
[0022] -数据收集单元，具有用于存储瞬时测量结果的
存储器，数据收集单元通过数据传 输链路连接到测量装置；以及
[0023] -同步装置，用于当空心轴旋转时，在瞬时测量结果与单个过滤扇区之间进行联 接。
[0024] 根据该设备的优选实施例，测量头可以包括预
应力测量探针，该预应力测量探针 借助
弹簧被保持为抵靠在滤盘的表面并且连续地跟随过滤扇区的表面。合适的是，滤盘的 表面
接触的测量探针的尖端由在滤盘的表面上滚动的工作轮构成。合适的是，在间距中，运 行轮的半径比&大1-5倍，在一个具体实施例中，利用过滤扇区之间的滤盘形状的改变，其 中在过滤扇区的边缘处，两个过滤扇区之间的过渡形成滤盘表面中的凹陷，该凹陷的半径 为R 1，间距为5-20mm，该边缘半径形成凹陷。
附图说明
[0025] 图1示出用于苛化加工中白液的过滤的典型的盘式过滤机的立体图；
[0026] 图2示出盘式过滤机的滤盘的侧视图；
[0027] 图3示出滤盘的具有三个过滤扇区的部分；
[0028] 图4示出在盘式过滤机中石灰浆槽上方刮刀装置的外观的立体图；
[0029] 图5示出装设在盘式过滤机中的根据本发明的测量设备；
[0030] 图6a示出如何将过滤扇区设定为在过滤安装部处具有扭转或者设定为到理想位 置具有位移；
[0031] 图6b示出通过过滤扇区的过滤流，该过滤流为石灰浆层厚度的函数；
[0032] 图7示出储存在测量设备中的一种测量方案（measurement protocol)，用于探测 单个过滤扇区中的偏斜；以及
[0033] 图8示出储存在测量设备中的一种补充的测量方案，用于探测单个过滤扇区中的 扭转。
具体实施方式
[0034] 图1示出盘式过滤机1，其在此为受到压力的盘式过滤机的形式，其中这些盘在压 力容器中。为了示出固定设置在轴10上并且与轴10同步旋转的四个滤盘，在附图中已经 将
压力容器绘制成部分打开。石灰浆槽12位于多个圆盘11之间，与圆盘表面平行的刮刀 18位于该槽的上侧边缘。在石灰浆最终到达石灰浆罐3之前，从过滤机刮除的石灰浆落入 石灰浆槽12,下降到槽连接管13并向前到达收集管14。纯滤液（在白液过滤机的情况下 为白液）穿过多个圆盘表面并且被向下引导到轴1〇(通常是空心轴），并且向前通过滤液线 路20到达过滤罐2。该附图示出具有11个滤盘的过滤机。该附图还示出：刮刀机构的调 节臂17 ;检查窗15,通过该检查窗能够监视运转；以及检修孔16,可以被打开以获得所需的 入口，用于圆盘、刮刀或过
滤布的维修或调整。
[0035] 图2示出滤盘的侧视图，该滤盘由多个过滤扇区30构建。该附图示出由20个过滤 扇区构成的过滤机。每个过滤扇区30通过过滤安装部31固定地安装在空心轴10,过滤安 装部31处于插入通过空心轴10中相应的钻孔的管31a的形式。过滤机使苛化的白液液位 恰好维持在石灰浆槽12的上侧边缘的下方，并且滤盘和空心轴沿标记为"ROT (旋转）"的 方向旋转，使得可以用刮刀18来刮掉在过滤表面收集的石灰浆。过滤机包含多个附加点， 用于不同位置的冲洗液和稀释液体。以下在附图中示出：用于冲洗液的连接件40a，冲洗液 借助设有
喷嘴的管40b而在过滤机上散布；用于槽稀释液体的连接件41a，槽稀释液体借助 设有喷嘴的管41b在槽的上边缘处散布；以及用于滤饼移除液体的连接件42a，滤饼移除液 体借助设有喷嘴的管42b而在过滤机上散布。当前还有至少一个
气动提升泵43b，借助受到 压力的空气连接到线路43a，上述气动
提升泵提供在容器底部的搅拌，使得石灰浆的沉淀被 抵消。在此可以看到，能够通过检修孔盖16进入具有刮除功能的完整机构。
[0036] 图3示出滤盘的具有三个过滤扇区30的部分。每个过滤扇区30由第一内部穿孔 金属框架32构建，该第一内部穿孔金属框架依次被第一粗滤布33和置于其上的细滤布34 覆盖。穿孔金属框架32包围着接收已经穿过过滤表面的滤液的中空隔室，该中空隔室连接 到管31a，该管引导滤液向下进入空心轴10中。管31a安装在空心轴的钻孔中，其中管首先 被向下压入钻孔中，之后过滤扇区被转动，使得紧固凸
耳35扣住
螺栓36,随后该螺栓被紧 固。这些紧固凸耳使过滤扇区能够在旋转位置上进行一定量的调节，使得前边缘38能够被 放置在与后边缘相同的径向平面中（这使跨过过滤扇区的偏斜最小化）。从下面的图可看 出，过滤安装部31在方框A中示出。图中通过X-X的剖视图在方框B中示出，其中示出了 两个过滤扇区之间的过渡。为了最小化过滤布边缘的负载，这些过滤扇区之间的过渡具有 半径R 1。
[0037] 图4示出在盘式过滤机中石灰浆槽12上方的刮刀装置的外观。用于刮刀机构 的调节臂17会受到伺服单元19(优选为
液压缸或
气缸）的影响。调节臂17通过
连杆 20a-20b-20c，以常规的方式影响刮刀18相对于过滤表面的位置。影响数个刮刀的数个链 接件20b可以通过可调节支撑杆20c被同时激活。
[0038] 图5示出装设在盘式过滤机中的根据本发明的测量设备。该设备包括测量头70， 该测量头具有安装在盘式过滤机中适合的固定支撑框架上的快速释放联接件。在示出的实 施例中，装备有喷嘴的管41b作为该支撑框架使用，但是任何其他固定结构也可以作为测 量设备的支撑框架使用。在附图中示出的简单实施例中，快速释放联接件可以由两个固定 柄50a和50b构成，上述固定柄具有拥有螺丝夹的性质的装置，用于跨过支撑框架与把手52 附接。
[0039] 测量头60-61-62位于
支架51上，该支架固设于柄50a/50b，示出的实施例中的测 量头是机电测量头，该机电测量头具有在滤盘或过滤扇区的表面上滚动的工作轮61。工作 轮借助弹簧62,在
张力下抵靠过滤表面被放置，使得该工作轮连续地跟随过滤表面。如图 3B中示出，在过滤扇区的边缘处，两个过滤扇区之间的过渡能够在滤盘表面形成凹陷，该凹 陷的半径为R1，间距为5-20mm，这些边缘半径形成该凹陷，而且由这个原因，为了不卡在凹 陷中，同时仍然能够探测凹陷的通道以及到下一个过滤扇区的过渡，该间距中，工作轮的半 径被给定为比&大1-5倍是合适的。
[0040]
位置传感器位于壳体60中并且探测在轴上的位置，该轴连接到工作轮的
固定器。 [0041] 作为机电测量头的替代，可以使用光学测距装置，例如具有激光测量装置的光学 测距装置，该光学测距装置不会导致过滤布的任何磨损。
[0042] 来自位置传感器的
信号可由连接到适合的数据收集单元PC的数据传输链路71传 输。可选地，数据传输能以无线的方式（例如使用蓝牙）发生，并且测量头可具有一体的动 力源或
电池。如附图中示出，数据收集单元PC可以是常规的
笔记本电脑，该笔记本电脑包 含用于存储已经收集的测量结果的存储器。
[0043] 采用这个设备能够实施在盘式过滤机中测量过滤扇区的偏斜的快速方法。测量头 61-62-63安装在支撑框架41b上，对测量装置与滤盘的表面之间的距离进行测量的测量头 中具有位置传感器6〇。测量头放置在图2中标记为MP的测量位置，即靠近圆盘外围，使得 在测量圆MC(用虚线圆表示）上执行测量，这是合适的。当测量装置对测量头与滤盘的表 面之间的距离进行测量时，空心轴10旋转，每个过滤扇区至少有两个测量点。获得的测量 值存储在连接到测量头的数据收集单元中，之后收集的测量结果用于确定单个过滤扇区的 当前偏斜，并且构成这样的信息：基于该信息调整过滤扇区以使偏斜最小化。测量可以用多 种方法执行，但是有利的是，已经收集到的测量点联接到唯一的过滤扇区30。这可以手动执 行，使得当测量头开始接触被标记的过滤扇区时，测量结果的收集开始；而当空心轴旋转完 整的一周之后被标记的过滤扇区返回时，测量结果的收集结束。
[0044] 可选地，收集的测量点能够通过使空心轴的旋转与测量值的收集同步而联接到唯 一的过滤扇区。
[0045] 由于过滤扇区之间的过渡会有凹陷，测量设备能够在过滤扇区的起点和终点处自 动探测这个过渡，并且随后可以为这个过滤扇区储存收集的测量结果。
[0046] 图6a示出如何将过滤扇区30a、30b和30c设定为在过滤安装部处具有扭转α (如 过滤扇区30a所示出）或者从理想位置位移（如过滤扇区30c所示出）的原理。在此示出 不具有任何偏斜的过滤扇区30b，其设定为使得预涂布层PS形成理想厚度Id。对于扭转的 过滤扇区30a，示出预涂布层在其前边缘（相对于旋转方向ROT)获得非期望的增加 Ka+，同 时在其后边缘获得非期望的减少Ka-。对于位移的过滤扇区30c，预涂布层的厚度获得非期 望的增加 D+。过滤扇区偏斜的类型大体上在图中示出，而且所示出的过滤扇区30a和30c 偏斜的结合可以出现在一个过滤扇区中。
[0047] 图6b示出通过过滤扇区的过滤流量Q作为图6a中石灰浆层厚度的函数被影响。 给出流量Q的函数：
[0049] 其中K是滤饼或预涂布的渗透性，ΔΡ是穿过滤饼的压降，μ是白液的
粘度，以及 L是滤饼或预涂布的厚度。因此在过滤扇区的偏斜已经被测量的情况下，这个流动方程能够 用于计算通过盘式过滤机的总流量。
[0050] 其示出了，在预涂布层的厚度很小的过滤扇区30a后边缘处，由于预涂布最薄，瞬 时流量Q m最大。这样，流经该过滤扇区的瞬时流量由于接近过滤扇区的前边缘而下降。在 到下一个过滤扇区30b的过渡处由于没有开口的过滤表面，因此流量立刻下降。通过过滤 扇区30b的流量始终是恒定的，因为预涂布层的厚度是恒定的。但是，通过过滤扇区30c的 流量减小，因为预涂布层更厚。清楚的是，过滤流量的形式的过滤能力很大程度上受到过滤 扇区存在的偏斜的影响。而且，当预涂布改变时，滤液的纯度受到影响。
[0051] 图7示出在使用测量设备之后的测量方案。在此，已经在具有九个滤盘 (DISC1-DISC9)的盘式过滤机上执行测量，并且对于每个过滤扇区#1-#20,滤液侧FS (滤液 罐2位于该处）以及驱动侧（
电机驱动位于该处）上的平均值形式的典型测量值都被储存。 在测量数据的汇总中，显示了每个盘式过滤机的最大测量值Max和最小测量值Min，以及这 些测量值形成的平均值AVE和最大测量值与最小测量值之间的跨度偏差（spread DEV)。从 测量数据可以看出，在过滤圆盘的驱动侧（DS)，滤盘I(DISCl)和滤盘5(DISC5)的最小测量 值与最大测量值之间具有最大的跨度，该跨度分别为4. 2mm和5. 1mm。
[0052] 基于已经收集到的测量结果，能够决定调整哪个滤盘和哪个过滤扇区。如果过滤 扇区偏斜的可接受差值为4. 0_，则可以看出滤盘1和滤盘5分别具有较大的最大跨度/偏 斜 4. 2mm 和 5. Imnin
[0053] 如果为了使滤盘的偏斜的差值最小化而调节滤盘I (DISCI)，则可以看出：
[0054] 过滤扇区#4在滤液侧具有最低测量值（14. 6)，以及还在驱动侧具有最大测量值 (18. 1);而过滤扇区#16也在滤液侧具有最小测量值（14. 7)，以及在驱动侧具有最大测量 值（17. 5)。
[0055] 过滤扇区#10不仅在驱动侧具有最小测量值（13. 9)，而且在滤液侧具有最大测量 值（18. 5);而过滤扇区#14不仅在驱动侧具有最小测量值（14.0)，而且在滤液侧具有最大 测量值（18. 6)。
[0056] 因此，为了减小滤盘1的差值，将对过滤扇区#4、#10、#14和#16进行调整。
[0057] 以相同的方式能够看到，对于滤盘5,将对过滤扇区#2、#4、#7、#11和#17进行调 整，因为#4和#7在驱动侧具有接近最大值的差值，而其他的过滤扇区在滤液侧具有接近最 大测量值的差值。
[0058] 通过以下进行过滤扇区的调整：首先松开位于多个过滤扇区的外边缘之间的
锁定 板（图中未示出），并且将过滤扇区弯曲到其在盘式过滤机中的位置或者还松开过滤安装 部，并且移除过滤扇区，使得它们能够在重新对准设备中重新对准。可选地，能够使用交换 的扇区。
[0059] 图8示出使用测量设备之后，对于图7中方案的补充测量方案。在此，仅示出来自 一个滤盘（DISC5)的前三个过滤扇区#1-#3的滤液侧FS的测量结果。如图7中的测量方 案表明，前三个过滤扇区#1-#3的过滤扇区距离的平均值分别是16. 3、17. 0和14. 7。在此 可以看出，过滤扇区#1具有从过滤扇区的前边缘到后边缘的〇. 8mm的扭转α，该扭转与图 6a中示出的过滤扇区30a的扭转模式类似。然而，过滤扇区#2处于没有扭转的平面，因为 前边缘和后边缘是同样的距离17. 0mm。然而，过滤扇区3具有从过滤扇区的前边缘到后边 缘为-5. Omm的更大的扭转α，该扭转与以上提及的图6a中示出的过滤扇区30a的扭转模 式类似。如果滤盘偏斜的可接受扭转为4. Omm，则可以看出，过滤扇区#3必须被调整。该 调整通过以下实现：首先松开位于多个过滤扇区的外边缘之间的锁定板（图中未示出），并 且还松开过滤安装部，之后使过滤扇区在其底部旋转，紧固固定螺钉36并且重新安装锁定 板。
[0060] 本发明不限制于上述披露的实施例，其中已经收集的测量结果用于决定过滤扇区 的偏斜和它们的扭转。理论上可以使用调整之前和之后收集的测量值来计算对完整的滤盘 和完整的盘式过滤机的流
动能力的影响以及已实现的能力的提高。测量头还可以放置在其 它更接近空心轴的测量位置，例如图2中测量圆MC半径一半的位置。例如，如果假设过滤 扇区被认为从过滤安装部向外朝向过滤机外围扭曲，贝 1J这能够完成。由于设备能够快速而 简单地执行测量，可以用很少的额外时间消耗获得对过滤扇区是否是平面或它们是否需要 调整的确认。
