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Filterpresse.
Die bisher zum Filtern meist üblichen Filterpressen bestehen aus festen Platten, welche an jeder Seite entweder mit gerippten oder gewellten Flächen, oder mit einer grossen Anzahl von vorstehenden kleinen pyramidenartigen, konischen Erhöhungen versehen sind, die der filtrierten Flüssigkeit ermöglichen, durch die von den Erhöhungen gebildeten Kanäle oder zwischen den konischen Erhöhungen der Fläche zu entweichen. Auf diese so ausgebildeten Platten wird ein Filterstoff oder sonstiges Filtermittel gelegt.
Die Platten sind durch Rahmen in einem Gestell (Rahmenpresse) voneinander getrennt, so dass zwischen je zwei unebenen Platten ein Zwischenraum geschaffen wird, oder es werden die Ränder der festen Platten in solcher Weise mit Erhöhungen versehen, dass die Platten, wenn sie zusammengebracht werden, eine Kammer oder einen Zwischenraum sich bilden (Kammerpressen). In diesen Kammern oder Zwischenräumen wird die Lösung, welche feste Schwebstoffe enthält, gepresst. Die auf den beiden Filterstoffen zweier fester Platten gepresste Lösung geht durch die Filterstoffe hindurch und läuft an der Rückseite des Filterstoffes durch die Kanäle der unebenen Flächen ab, um die Presse schliesslich durch Austrittsröhren oder Stutzen unter gewöhnlichem Druck zu verlassen.
Der auf den beiden Filterstoffen ausgeschiedene feste Stoff wird allmählich dicker, bis ein Filterkuchen zwischen den beiden Filtern gebildet ist. Wenn der Kuchen oder die Lösung von genügendem Wert ist, oder die Beimischung der Lösung zu dem Kuchen schädlich oder nicht wünschenswert ist, wird der Kuchen von der Lösung vollständig befreit. Dies wird durch Waschen des Kuchens in der Filterpresse gemacht. Das Waschen erfolgt derart, dass man Wasser unter Druck an der Rückseite eines der Filterstoffe zuführt und durch den Filterstoff, sowie durch den gebildeten Kuchen und durch den zweiten Filterstoff presst, worauf es an der Rückseite des zweiten Filterstoffes abläuft.
Ein wesentlicher Übelstand dieses Verfahrens besteht darin, dass das Wasser an einigen Stellen mehr als an andern Stellen hindurchläuft, da das Wasser Wege und Kanäle bildet und findet, durch welche es unter Druck leichter nach dem zweiten Filter gelangen kann. Um dem in gewissen Masse entgegenzuwirken, wird das Ausflussrohr für das Wasser an der Oberseite angebracht, um das Wasser in jedem Falle zu zwingen, die Räume zwischen den Filterstoffen und den festen Platten des Filters auszufüllen.
Die Nachteile'dieses Systems bestehen hauptsächlich m folgendem :
1. Der Filterstoff wird durch die Lösung gegen die unebenen Platten gepresst und lässt nur den kleineren Teil desselben, der sich über die Kanäle ohne Unterlage oder Stützfläche erstreckt, zum Filtrieren frei. Je grösser der Druck ist, um so mehr wird der Filterstoff in die Kanäle gepresst und um so grösser ist der Teil des Filterstoffes, der an dem Filtriervorgang keinen Anteil nimmt.
Wenn pyramidenartige Vorsprünge anstatt gewellter oder gerippter Flächen benutzt werden, ist der Teil des Filters, der an dem Filtriervorgang durch die Stützpunkte der pyramidenartigen oder konischen Vorsprünge nicht teilnimmt, geringer und beträgt etwa 25 bis 30% der Gesamtfläche. Dieser Vorteil ist aber dadurch mehr oder weniger aufgehoben, dass der Filterstoff durch die kleinen Stützpunkte der pyramidenartigen oder konischen Vorsprünge schneller zerstört wird, wodurch die Anwendung eines festeren und teueren Filterstoffes notwendig wird.
2. Der Filterstoff, der in seinen Filterteilen nicht unterstützt ist, hat den Druck der Lösung auszuhalten, er erstreckt sich daher, zerreisstleicht und hat aus diesem Grunde eine beschränkte Lebensdauer. Dadurch werden die Kosten des Filtriervorganges vergrössert, die Arbeit erschwert und die wirksame und nutzbare Arbeitszeit der Filterpresse verringert.
Wenn ein solcher Filterstoff zerreisst und entzwei geht, so wird das Filtrat von den festen Schwebestoffen durchsetzt. Hat man eine grössere Anzahl von solchen Filterstoffen in einer Filterpresse, so ist es schwierig, ein von den festen Stoffen vollständig freies Filtrat zu erhalten.
Die Filterstoffe haben ferner noch den Nachteil, dass sie nicht der Wirkung von manchen chemischen Lösungen (Säuren, Alkali usw. ) widerstehen.
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dauer, noch lassen sie eine allgemeine Anwendung zu. Eisen kann für eine grosse Anzahl von Anwendungszwecken der chemischen und andern Industrien nicht benutzt werden, da es z. B. Säuren, Chlor, Hypochloriten usw. nicht widerstehen kann. Es oxydiert leicht in feuchter Luft und beeinträchtigt die filtrierte Lösung. Holz widersteht weder Säuren noch Alkalien und einer grösseren Anzahl von andern Chemikalien, noch hat es genügende mechanische Widerstandsfähigkeit. Aus diesem Grunde machen die Kosten zur Betriebhaltung von hölzernen Filterpressen und die häufigen Arbeitsunterbrechungen den Betrieb verhältnismässig kostspielig und verlustreich.
Ausser Filterpressen werden in der Industrie noch rotierende Zellenvakuumfilter benutzt.
Diese Apparate sind aus Eisen und in der Bauart sehr kompliziert und teuer, während die Filterflächen
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in keinem Verhältnis zu dem Gewicht und zu den Kosten einer solchen Apparates stehen. Ein Apparat mit allem Zubehör von nur 20 m2 Filterfläche wiegt ungefähr 22 t. Da die Apparate aus Eisen bestehen,
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zum Filtrieren benutzt werden kann, der immer geringer als 1 Atm. ist. Die rotierenden Zellemakuum- filter können daher nur dort Anwendung finden, wo ein genügender Überdruck zum Filtrieren ausreicht.
Durch die vorliegende Erfindung werden die erwähnten Nachteile der bisherigen Systeme vermieden und ihre Vorteile beibehalten, und es wird eine wirksamere Filtermethode und Behandlung der abgeschiedenen Kuchen geschaffen.
Im folgenden werden die wesentlichen Merkmale der neuen Filterpresse angegeben :
1. An Stelle von festen Platten mit gerippten oder gewellten Flächen an jeder Seite oder mit konischen oder pyramidenartigen Vorsprüngen aufweisenden Flächen, wird eine Doppelfilterplatte benutzt, die aus einzelnen Platten mit unabhängigen Rahmen oder Rändern und mit einen Zwischenraum für das Filtrat versehen sind. Die Filterplatten werden entweder als Filter ohne Anwendung von Filtermitteln, wie Gewebe benutzt, oder es werden nur sehr billige Filtermittel, wie z. B. billiges Filterpapier oder dünne Filter in Verbindung mit den Filterplatten angewandt und von letzteren auf ihrer ganzen Fläche unterstützt, so dass sie keinem Druck zu widerstehen haben.
2. Das Prinzip des Druckfilters wird mit dem Prinzip des bisher üblichen rotierenden Vakuumfilters kombiniert. Die Filterpresse kann zu dem einen oder gleichzeitig zu beiden Zwecken benutzt werden, wobei die Lösung entweder durch Druck, wie in den gewöhnlichen Filterpressen, durch das Filtermittel hindurchgefiltert wird, während der äussere Druck zwischen den Filterplatten 1 Atm. bleibt, oder es wird die Filtration durch Erzeugung eines Vakuums zwischen den beiden Filterplatten bewirkt und die Zufuhr der Lösung zu dem Filter in derselben Weise bewerkstelligt, wie das in den bisher üblichen Filterpressen gemacht wird, wobei gleichzeitig ein Vakuum zwischen den Filterplatten erzeugt wird. Der Raum zwischen den beiden, den Doppelfilter bildenden Filterplatten, wird mit Röhren versehen, die entweder zur Erzeugung eines Vakuums oder eines Luftdruckes benutzt werden.
Diese Röhren können auch für den Umlauf von heisser oder kalter Luft benutzt werden, um die Filtriertemperatur selbst zu regeln.
3. Die unter 1. und 2. angegebenen Merkmale ermöglichen ein äusserst erfolgreiches und wirksames Waschen des Kuchens durch seine ganze Masse hindurch.
4. Das Vakuum zwischen den beiden Filtern ermöglicht es, den Kuchen trockener zu machen und ihn durch Anwendung eines geringen Luftdruckes in dem Raum zwischen beiden Filterplatten zu entfernen, wodurch die Arbeit reinlicher und ökonomischer wird.
5. Bei Benutzung von Filterpapier in Verbindung mit Filterplatten bleiben die letzteren reiner und erfordern kein Waschen ; das Filterpapier wird zusammen mit dem Kuchen entfernt, was praktisch keine Kosten erfordert, das Waschen der Filterplatten ausgenommen nur von Zeit zu Zeit unnötig macht und das Arbeiten der Filterpresse ökonomischer gestaltet.
6. Die ganze Fläche der Filterplatten bzw. der mit einem billigen Filtermittel im oberen Teil derselben versehenen Filterplatten nimmt an der Filtration teil.
7. Die Doppelfilterplatten und ebenso die in Verbindung mit ihnen benutzten Rahmen können aus Eisen gemacht werden, das mit Ebonit oder anderem geeignetem Material bekleidet ist, soweit die nichtporösen Teile der Filterplatten in Frage kommen, während die Filterflächen aus porösem Ebonit oder anderm geeignetem Material gemacht werden können, wobei Rahmen, Gitter und poröse Filter ein Stück bilden. Die Filterpresse kann in dieser Weise konstruktiv in idealer Weise ausgeführt werden, um die für die Filtration erforderliche Festigkeit mit einer für die verschiedenen Zwecke der chemischen und andern Industrien erforderliche chemische Widerstandsfähigkeit zu kombinieren und um alle Operationen mit der Filterpresse technisch rationell durchführen zu können. Wenn die Filterplatten z.
B. aus Ebonit von geeigneter Zusammensetzung bestehen und in geeigneter Weise vulkanisiert sind, so widerstehen sie vollkommen Säuren, Alkalien und vielen anderen chemischen Stoffen, so dass für diese Art Filterpressen ein sehr grosser Anwendungsbereich besteht.
8. Die unter 7. angegebenen Merkmale führen zu einer Anzahl von andern wichtigen Vorteilen.
Die Ebonitfilterplatten können von Zeit zu Zeit mit Säuren usw. gewaschen werden, um die Unreinlichkeiten zu entfernen, die sich im Laufe der Zeit in den Poren festsetzen, worauf die Filterplatten erneut zum Filtrieren benutzt werden können.
9. Die Benutzung von Doppelfilterplatten mit Zwischenraum ermöglicht die Hindurchführung eines Stromes von Wasser oder von die erforderlichen Chemikalien enthaltendem Wasser in entgegengesetzter Richtung, wodurch dieselben von Unreinlichkeiten befreit werden und ihre Filtrierung verbessert wird.
10. Wenn in Verbindung mit den porösen Ebonitfiltern Filterstoffe angewandt weiden, können letztere in der Presse selbst gewaschen tzw. gereinigt werden.'
11. Wenn Ebonitfilter in den Filterplatten benutzt werden, können diese von jeder Porosität
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Anforderungen und Eigenschaften der Lösung und der abzuscheidenden Sehwebestoffe angepasst werden, wodurch der Filtriervorgang schneller und wirksamer wird. Wenn man die Filtergeschwindigkeit durch die Ebonitfilter sehr gross macht, und in Verbindung damit einen dünnen Filter mit sehr feinen Poren benutzt, der durch sein Anlegen an dem porösen Ebonitfilter keinem Druck zu widerstehen hat, so kann eine gute Trennung der festen Stoffe von dem Filtrat ohne Gefahr für das Filtrat und für die die Presse zusammen verlassenden festen Stoffe bewirkt werden.
Anderseits können die Filterplatten mit Bariumsulphat, mit kolloidalen Stoffen usw. behandelt werden, um sie zum Filtern von Lösungen geeignet zu machen, die Schwebstoffe enthalten, welche für das Filtration feine Kapillare erfordern, oder um die Durchfluss-oderPerkulationsgeschwindigkeit der Lösung durch das Diaphragma zu verringern.
12. Die Filterpresse ermöglicht es, eine Menge von festen Stoffen, die den Kuchen nach der Filtration bilden, durch besondere Lösungsmittel in ihre Bestandteile zu zerlegen, wo eine solche Trennungsmethode chemisch möglich ist.
13. Die Filterplatten sind gewöhnlich leichter als die Eisenplatten und ermöglichen daher eine leichtere Handhabung. Die Filterpresse ist von solcher Bauart, dass sie eine leichte Zugängliehkeit zu allen Teilen derselben gestattet.
14. Die Filterplatten werden in Formen hergestellt, wodurch eine genauere und schnellere Herstellung als bei den bisher üblichen Eisenplatten ermöglicht wird, die eine grosse Menge kostspieliger Maschinenarbeit erfordern.
15. Alle die obigen Operationen lassen sich mit Sicherheit und in praktisch rationeller Weise durchführen, weil alle Teile des Filters ein Stück bilden, keine Abdichtungen benötigen und jeder'leil die mechanische Festigkeit besitzt, wie es für das rationelle Arbeiten erforderlich ist.
Nachdem die wesentlichen Merkmale und Vorteile der neuen Filterpressentype gemäss vorliegender Erfindung aufgezählt worden sind, werden im nachfolgenden an Hand der in beifolgenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele die neuen Prinzipien und Verfahren zur Herstellung und zur Benutzung der Filterpresse beschrieben. Die Erfindung ist weder auf die dargestellten Ausführungbeispiele noch auf die Verwendung irgendeines besonderen Materials beschränkt, obgleich die Ebonitfilterpressen als die besten betrachtet werden.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der nessen Filterpresse aus Eisen oder anderm geeignetem Material. Sie besteht aus gelochten Eisenplatten,'von denen je zwei eine Doppelplatte mit einem Zwischenraum a bilden. Die Platten sind an den beiden Seiten als getiefte Platten ausgebildet. Zwei solche Doppelplatten bilden, wenn sie zusammengebracht werden, die Einlasskammer b für die die festen Schwebstoffe enthaltende Lösung. Die Löcher in den Eisenplatten können von beliebiger Form sein, zweckmässig sind sie von pyramidenartiger koniseher Form mit einem grösseren Durchmesser an den den Raum b begrenzenden Flächen der Platten, um eine grössere Filtrationsfläche zu geben.
Auf diesen gelochten Eisenplatten ist aus Metall oder anderm geeignetem Material hergestelltes Gewebe oder Geflecht in passender Weise befestigt, das durch die dicken Linien e angegeben ist. Über das Metallgewebe ist der Filterstoff gehängt, und an der Zufuhröffnung c mittels einer gemeinsamen Schraube befestigt.
Die Lösung tritt durch das zentrale Zuführungsrohr und durch die Öffnungen c in die Kammer b ein und wird unter irgendeinem gewünschten Druck durch Filter, Metallgewebe und gelochte Eisenplatten in die Räume a zwischen je zwei gelochten Eisenplatten gepresst, aus denen sie unter gewöhnlichem Druck oder Vakuum, die in den Räumen a durch besondere, später beschriebene Anordnungen erzeugt werden, abgeführt wird.
Nachdem sich der Kuchen gebildet hat, wird er durch Eintritt von Wasser unter Druck in die abwechselnden Räume a der Doppelplatten, die mit Einlasskanälen versehen sind, gewaschen, wobei das Wasser durch die beiden gelochtenEisenplatten, durch das Gewebe und durch das darauf befindliche Filtertueh, durch den Kuchen und alsdann durch die Filtertücher, ferner durch das Gewebe und durch die beiden benachbarten gelochten Platten läuft, um schliesslich durch die beiden Räume a der beiden benachbarten gelochten Platten, die mit Auslasskanälen versehen sind, abzulaufen.
Die gelochten Eisenplatten können mit Ebonit bedeckt werden, wodurch sie gegen Säuren und andere Chemikalien widerstandsfähig werden, während das das benutzte Gewebe aus solchem Metall bestehen kann, das dem gegebenen Filtrat am besten widersteht.
Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführung der Fig. 1. An Stelle vertiefter Platten werden doppelte gelochte Eisenplatten mit dazwischen angeordneten Rahmen benutzt ; eine zentrale Zufuhr ist hier nicht notwendig.
Fig. 3 zeigt eine Filterpresse, bei welcher die gelochten Eisenplatten innerhalb der Rahmen samt Metallgewebe durch poröse Ebonitfilter ersetzt sind. Die baulichen Einzelheiten sind hier nicht dargestellt.
Die Eisenrahmen der Platten sind mit Ebonit bedeckt. Die Doppelplatten sind als vertiefte Platten mit zentraler Zufuhr ausgebildet. Die gemeinsamen Schraubensind aus mitEbonit bedecktemEisen hergestellt
Fig. 4 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Fig. 3, bei welcher die Platten mit dem porösen Ebonitfilter einen getrennten Zwisehenrahmen f haben und die Doppelplatten durch einen Rahmen g getrennt sind, wodurch die oben erwähnten Räume a und b gebildet werden.
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Fig. 5 zeigt die bauliche Ausführung einer solchen porösen Filterplatte.
Fig. 6 zeigt einen gegossenen Eisenrahmen, in welchem eine grosse Anzahl von senkrechten
Stahlstreifen a+ befestigt sind. Fig. 6a und 6b sind Querschnitte nach den Linien A-A und B-B der Fig. 6. Der Rahmen und die Rippen sind mit Ebonit bedeckt, wie in Fig. 5, 5a und 5c dargestellt ist, Fig. 5 und 5b zeigen die waagrechten Verbindungsstüeke b+, die aus festem Ebonit gemacht sind.
Fig. 5a ist ein Querschnitt durch eine der Platten nach der Linie A-A der Fig. 5 und zeigt, wie der Rahmen und die senkrechten Stahlstreifen in letzterem mit Ebonit bekleidet sind.
Fig. 5b ist ein Querschnitt durch dieselbe Platte nach der Linie B-B der Fig. 5 und zeigt den mit Ebonit bekleideten Rahmen, die festen waagrechten Streifen b+ aus massivem Ebonit und die Form der senkrechten, mit Ebonit bekleideten Stahl-oder Eisenstreifen. Es ist zu ersehen, dass diese letzteren aus dem porösen Ebonitfilter vorstehen, jedoch zwischen den untersten und obersten waagrechten Ebonit- streifen b+ und dem untersten und obersten Rand des Rahmens abgeschnitten sind und aus dem Ebonit- filter nicht mehr hervorstehen. Das hat den Zweck, damit die Lösung, die während des Filtrations- vorganges zwischen den senkrechten Streifen a+ an dem Diaphragma herabläuft, gesammelt wird und am Boden der porösen Doppelplatte in den Raum a läuft, während beim Waschen des Kuchens dadurch das Wasser durch und zwischen allen senkrechten Streifen a+ hindurchlaufen kann.
In ähnlicher Weise sind die senkrechten Streifen am oberen Ende der Filterplatten zwischen den oberen waagrechten Streifen aus festem Ebonit und dem oberen Rand des Rahmens geformt und verengt, damit das Wasser, wenn es von unten nach oben gepresst wird, am oberen Ende zwischen alle senkrechten
Streifen nach dem Austrittskanal laufen kann.
Fig. 5c ist ein Querschnitt nach der Linie C-C der Fig. 5, wobei zwei solcher Filterplatten eine Doppelfilterplatte bilden. Der poröse Ebonitfilter ist im Querschnitt durch Punkte ausgefüllt und bildet mit dem die senkrechten Metallstreifen a+ bekleideten Ebonit, ferner mit dem den Rahmen bekleidenden Ebonit und mit den waagrechten massiven Ebonitstreifen b+ ein Stück. Der Ebonitüberzug der senkrechten Metallstreifen a+ und die aus reinem Ebonit hergestellten waagrechten Streifen b+ sind so geformt, dass sie einen Doppelkonus bilden, so dass der poröse Ebonitfilter eine grössere Berührung- fläche mit dem festen Ebonit hat und eine bessere Unterstützung findet, wenn die Lösung in die Kammer a der Fig. 1 gepresst wird.
Die senkrechten, mit Ebonit bekleideten Metallstreifen a+ stehen aus dem porösen Ebonitfilter hervor, so dass bei Verbindung von zwei solchen Filterplatten gemäss Fig. 5c die gegenüberliegenden
Filterplatten auf den mit Ebonit bekleideten Metallstreifen ruhen und von ihnen unterstützt werden.
Anderseits stehen die waagrechten, aus massivem Ebonit bestehenden Streifen nicht oder nur teilweise aus dem porösen Ebonitfilter vor, damit die durch den ganzen Ebonitfilter in den Raum a gepresste Lösung frei herunterlaufen kann.
Wenn die waagrechten Streifen auch aus Metall gemacht werden, so muss das ganze Metallgitter aus einem Stück in Stahl, Eisen oder anderm geeignetem Material gegossen und dann mit Ebonit bekleidet werden.
Fig. 5 zeigt die Anordnung der Ein-und Auslassröhren für die die Schwebstoffe enthaltende Lösung und für das Filtrat, sowie die Ein-und Auslassröhren für zum Waschen des Filterkuchens dienende Wasser, die alle an derselben Platte angeordnet sind. Diese Rohre werden in Wirklichkeit in der Platte oben und unten höher und tiefer gesetzt, damit das gesamte Filtrat abliessen kann und damit das Waschwasser den gesamten Raum innerhalb der Doppelplatte ausfüllen kann.
Fig. 5c zeigt den Auslass k für das Filtrat, das durch die beiden Ebonitfilter in den Raum a gelangt.
Fig. 5f zeigt eine Abänderung der Fig. 5c insofern, als die senkrechten Metallstreifen der beiden Filter nicht versetzt angeordnet sind, um die Filter der gegenüberliegenden Platten an den waagrechten Ebonitstreifen des Gitters abzustützen, sondern es stossen hier die senkrechten Metallstreifen gegeneinander, so dass Metall auf Metall drückt.
Fig. 5g zeigt eine andere Ausführung der Fig. 5t oder 5c, bei welcher die beiden Platten, welche die porösen Ebonitfilter aufnehmen, durch einen Rahmen m von passender Dicke voneinander getrennt sind.
Fig. 5d ist ein Querschnitt nach der Linie D-D im oberen Teil der Fig. 5 und zeigt die Anordnung der beiden Platten mit den porösen Ebonitfiltern, wobei in dem abgesetzten oder vertieften Teil des Rahmens ein Hahn I angeordnet ist. Zwei solcher Filter bilden einen Doppelfilter, der somit zwei Hähne I hat, von denen der eine das Entweichen der Luft gestattet, wenn der Raum a mit Wasser gefüllt wird, oder zur Erzeugung eines Vakuums dient, wenn der Filterkuchen getrocknet wird, während der andere dazu dient, die Luft in dem Raum a unter Druck zu setzen, wenn der Filterkuchen von den Ebonitfiltern entfernt wird.
Anstatt den Auslass für das Filtrat, wie in Fig. 35e und den Lufthahn 1 wie in Fig. 5d anzuordnen, können der Auslass für das Filtrat und die Lufthähne 1 in den Trennungrahmen m der Fig. 5g angeordnet werden, wenn ein solcher Rahmen zwischen den beiden Filterplatten benutzt wird.
Fig. 5, 5c, 5t und 5g zeigen die beiden Platten, welche die porösen Ebonitfilter aufnehmen und den Doppelfilter bilden, in unabhängiger Anordnung voneinander. Die beiden porösen Ebonitfilter
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bilden einen Doppelfilter mit einem Zwischenraum erst nach Schliessen der Presse. Der Doppelfilter wird rings um den Filterrahmen und um die kurzen Flüssigkeitsumlaufröhren durch Gummidichtungen n (Fig. 5c) flüssigkeitsdicht gemacht.
Diese Anordnung ermöglicht eine freie Zugänglichkeit zu dem Raum a, so dass alle notwendigen Vorsichtsmassregeln getroffen werden können, um die Filter, wenn erforderlich, nachzusehen und notwendigenfalls zu reinigen.
Die beiden Filterplatten, welche die porösen Ebonitfilter als mit ihnen zusammenhängende Bestandteile enthalten, können auch zur Bildung eines Doppelfilters mittels Bolzen o und Muttern miteinander verbunden werden (Fig. 5e).
Die in Fig. 5e, 5f oder 5g dargestellten Doppelfilter sind durch Rahmen voneinander getrennt, wie ein solcher in Fig. 7 angegeben ist. Diese Rahmen sind an ihrem oberen Teil mit dem Hahn pl versehen, durch welchen Luft entweichen kann. Sie können ferner mit senkrechten Metallstreifen p versehen sein, die mit Ebonit bekleidet sind, um die Rahmen der Ebonitfilter zu stützen oder zu tragen, wenn ein Waschen des Filterkuchens unter grossem Druck notwendig ist. Die Streifen p stossen zweckmässig gegen die senkrechten Metallstreifen a+ der Filterplatten. Die senkrechten Streifen p sind in der Mitte, oben und unten mit einer Anzahl von Schlitzen v versehen, um den freien Durchtritt der Lösung in den ganzen Raum b zwischen den beiden doppelten porösen Ebonitfiltern zu sichern.
Diese Schlitze v sind in Fig. 7 a, die ein Schnitt nach der Linie A-A der Fig. 7 ist, und in Fig. 7b ersichtlich Der Metallrahmen und die senkrechten Stahlstreifen sind auch mit Ebonit bekleidet. An den Trennungsrahmen der Fig. 7 sind, ähnlich wie in Fig. 5, die kurzen Ein-und Auslassröhren angeordnet. Der Eintritt für die die Schwebstoffe enthaltende Lösung in die Kammer b erfolgt durch einen Schlitz s im Rahmen, der das Einlassrohr mit dem Raum b im Rahmen verbindet.
Der Rahmen gemäss Fig. 7 kann von irgendeiner Stärke entsprechend der Natur und der Dicke des zu erzeugenden Filterkuchens gewählt werden.
Für das Filtrat ist in den Raum b zwischen den beiden Doppelfilterplatten kein Auslassrohr angeordnet, der Auslass für das Filtrat ist im Raum a zwischen den beiden Filtern angebracht.
Die Ein-und Auslasskanäle für das zum Waschen des Filterkuchens dienende Wasser sind ebenso wie der Ein-und Auslass für die zur Erzeugung eines Vakuums oder eines vergrösserten Druckes zwischen den Filterplatten für die verschiedenen erwähnten Zwecke dienende Luft, in Verbindung mit dem Raum a zwischen den, einen Doppelfilter bildenden Filterplatten angeordnet.
Fig. 8,9 und 10 zeigen die Arbeit der in Frage kommenden Filterpressen während des Filtriervorganges. Fig. 8 stellt eine Rahmenpresse, Fig. 9 und 10 stellen Kammerpressen dar. In Fig. 9 sind beide Filterplatten mit ihren Rahmen von gleicher Form. Der Raum b ist durch gleiche Vertiefungen oder Erhöhungen der Rahmen beider Filterplatten in gleiche Teile unterteilt. Die Lösung tritt durch die in dem überstehenden Teil eines der Rahmen angebrachten Kanäle r in die Räume b ein. In Fig. 10 sind die beiden Filterplatten von verschiedener Form und mit verschiedene Vertiefungen aufweisenden Rahmen versehen, von denen ein Rahmen eine stärkere Vertiefung aufweist, wodurch eine leichtere Anordnung der Einlasskanäle ermöglicht wird.
Die Lösung tritt durch die Kanäle r in die Kammern b ein (Fig. 8,9 und 10) und fliesst, wie durch Pfeile angegeben ist, rechts und links durch die beiden Ebonitfilter. Das Filtrat läuft an der andern Seite der Ebonitfilter in die Kammern a ab, während die festen Schwebstoffe auf den beiden Filterplatten der Kammer b abgeschieden werden. Die Art der Verbindung der kurzen, kreisförmigen Röhren, die in den Filterplatten und in den Trennungsrahmen angeordnet sind, um eine gemeinsame Röhre zur Führung der Lösung zu bilden, ist in Fig. 8,9 und 10 dargestellt. Die kurzen Gummiröhren von besonderer Zusammensetzung werden in die kurzen, kreisförmigen Röhren der Trennungsrahmen oder Filterplatten eingesetzt.
Die kreisförmigen Röhren innerhalb der Rahmen-und Filterplatten sind von verschiedenem Durchmesser, so dass die vorstehenden kreisförmigen Rippen der Gummiröhren durch die Lösung gegen die festen Flächen der benachbarten Teile gepresst werden und eine dichte Verbindung erzielt wird.
Zu diesem Zwecke werden die kurzen Gununiröhren aus einer Doppellage hergestellt, die verschiedene Eigenschaften hat. Die mit dem Ebonit der Röhren in Berührung kommende Lage wird aus weichem, biegsamem Gummi von guten Eigenschaften gemacht, damit eine dichte Verbindung unter Druck erzielt wird. Im Gegensatz hiezu wird die Lage, welche mit der Lösung in Berührung kommt und widerstandsfähig gegen Chemikalien sein muss, aus einer lederähnlichen, halb vulkanisierten Ebonitmischung, die aus 55% Para, 10% Graphit und 35% Schwefel besteht Dieser lederähnliche Stoff widersteht erheblich besser der Wirkung der in der Lösung befindlichen Chemikalien als gewöhnliches Gummi und erlaubt gleichzeitig, einen genügenden Druck auf die darunter befindliche weiche, biegsame Gummilage auszuüben.
In Fig. 5c zeigen n, n andere Anordnungen zur Herstellung der kurzen Röhren in den Rahmen und Filterplatten zur Verbindung und Herstellung eines ununterbrochenen Rohres.
Fig. 11 und 12 zeigen, wie der Filterkuchen nach seiner Bildung gewaschen wird.
Fig. 11 stellt eine Rahmenpresse und Fig. 12 eine Kammerpresse dar.
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Zwischen einem Hauptrohr 1 und dem ersten, dritten und fünften Raum a innerhalb der Doppelfilterplatten sind Verbindungskanäle m', m3, m5 angeordnet, während ein anderes Hauptrohr II durch
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Das zum Waschen des Filterkuchens dienende Wasser wird in die abwechselnden Räume a durch die abwechselnden Kanäle einer der Hauptröhren gepresst, dringt durch die Kuchen hindurch, fliesst durch die abwechselnden Räume a1 und durch das zweite Hauptrohr ab, wie durch Pfeile angegeben ist.
Das Waschwasser wird in die abwechselnden Räume a durch m\ m3, m5 durch die ganze Fläche der die Doppelfilter bildenden Filter hindurchgepresst ; es tritt rechts und links durch die Kuchen von derselben Dicke hindurch, bis es rechts und links die porösen Ebonitfilter der abwechselnden Räume a erreicht, worauf es durch m2, m4, m6 von der ganzen Fläche der Filter in den Räumen a der Doppelfilter abläuft.
Zu diesem Zwecke müssen die die Einlässe m1, m3, m5 aufweisenden abwechselnden Räumeavollmit Wassergehalten werden, wasdadurehleichterreiehtwird, dass man die Luft durch die Lufthähne am oberen Teil entweichen lässt und dann dieselben schliesst und dass man das Wasser unter irgend-
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aufweisenden abwechselnden Räume a praktisch leer und stehen unter atmosphärischem Druck oder werden unter Vakuum gehalten, um das Waschen des Kuchens zu unterstützen. Nachdem der Kuchen gewaschen ist, lässt man das Wasser aus den die Einlässe m1, m3, m5 aufweisenden Räumen a ablaufen, und es werden alle Kammern a unter Vakuum gesetzt, wie das später noch dargestellt und beschrieben wird.
Dadurch wird das Wasser von den mit den Filtern in Berührung stehenden Lagen abgesaugt, wodurch der Kuchen getrocknet und von den Ebonitflächen leichter entfernbar gemacht wird.
Wenn die Filterpresse leicht geöffnet und Luft in die Räume a gepresst wird, wird der Filterkuchen von den Ebonitflächen abgedrückt und kann leicht entfernt werden, besonders wenn zwischen den beiden Doppelfiltern Trennungsrahmen benutzt werden.
Die Presse wird entweder aus Ebonit oder aus mit Ebonit bekleidetem Metall gemacht. Die Ebonitmasse oder Ebonitumhüllung widersteht der Wirkung von Säuren, Alkalien und andern Chemikalien, wodurch die Anwendung der Pressen in bedeutendem Umfange in der chemischen, elektrischen, Erz-, Gruben und Bergwerksindustrie ermöglicht wird.
Die Presse kann nicht nur zur Trennung von festen Stoffen aus Flüssigkeiten, wie bei der gewöhnlichen Filtration benutzt werden, sondern es kann auch eine Mischung von festen Schwebestoffen filtriert und dann in der Presse durch Benutzung von entsprechenden Lösungsmitteln voneinander getrennt (und gewaschen) werden, wenn eine solche Trennung chemisch möglich und wünschenswert ist.
Nachdem der Filterkuchen entfernt worden ist, wird die Filterpresse geschlossen und es werden die porösen Ebonitfilter der Presse gewaschen und von den festen Verunreinigungen befreit, indem man einen Wasserstrom in die Räume a zwischen den beiden Filtern des Doppelfilters und durch die Filter in die Räume b zwischen den Doppelfiltern, d. h. in der umgekehrten Richtung, wie sie zur Filtration benutzt wurde, hindurchlaufen lässt.
Auf diese Weise werden die Filter reingehalten und die Geschwindigkeit der aufeinanderfolgenden Filtrationen aufrechterhalten.
In vielen Fällen kann es vorteilhaft sein, einen billigen Filtrierstoff, Kattun, Papier usw. in Verbindung mit den porösen Ebonitfiltern zu benutzen, um letztere gegen Verunreinigungen zu schützen. Das Filterpapier oder der sonstige billige Filterstoff braucht nicht irgendeinem Druck zu widerstehen, da er in seiner ganzen Ausdehnung durch die porösen Ebonitfilter getragen wird, was vollständig unterschiedlich von den bisher üblichen Pressen ist, bei welchen die Lösung durch die Filter nur da hindurchgepresst wird, wo letztere nicht getragen werden. Das Filterpapier od. dgl. wird dann mit dem Filterkuchen entfernt. Auf diese Weise wird eine erheblich längere Benutzung der Presse ohne Waschen der porösen Ebonitfilter möglich gemacht.
Wenn Filterstoffe mit den porösen Ebonitfiltern benutzt werden, so können sie in der Presse selbst in gleicher Weise gewaschen werden, wie das oben für das Waschen der Ebonitfilter beschrieben wurde. Sie haben eine viel längere Lebensdauer, da sie auf ihrer ganzen Fläche getragen werden.
Die Filterstoffe, Filterpapier oder andere Filtermittel können gewünschtenfalls an vorstehenden Stiften a2 (Fig. 5) befestigt werden, die am Filterrahmen in der Gummipackung angeordnet worden sind. In diesem Falle sind in dem Trennungsrahmen entsprechende Aussparungen a3 angebracht (Fig. 7).
Fig. 13 zeigt eine Filterpresse, bei welcher alle Röhren für die die festen Schwebstoffe enthaltende Lösung für das Filtrat, für das Waschwasser und für die Luftein-oder-ausfuhr innerhalb des Rahmens angeordnet sind. Fig. 14 stellt eine abgeänderte Ausführung der Filterpresse nach Fig. 13 dar. bei welcher die Ein-und Auslassröhren ausserhalb des Rahmens angeordnet sind.
Fig. 15 ist eine andere Ausführungsform der Fig. 5. Der äussere Rahmen ist aus Metall gemacht, der mit Ebonit umkleidet ist. Der Filter in dem äusseren Rahmen ist so ausgebildet, dass er aus einem Rost oder Gitter besteht, der aus einer Anzahl doppelkonischer Ebonitringe zusammengesetzt ist, die miteinander und ebenso mit dem den äusseren Rahmen umkleidenden Ebonit verbunden sind. Die einzelnen, aus porösem Ebonit bestehenden Filter füllen die kreisförmigen Öffnungen aus, die ein Stück mit den Ebonitringen bilden, wodurch sie an den doppelkonischen Ringen Unterstützung finden, wenn
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der Druck auf die Filter von der einen nach der andern Seite ausgeübt wird.
Diese Ringe sind ferner durch Ebonitstangen x, vorzugsweise von kreisförmigem Querschnitt, verbunden, die zwischen den
Ebonitringen und dem äusseren Rahmen angeordnet sind und in der Richtung des inneren Raumes a der Doppelfilter vorstehen. Die vorstehenden Teile sind von solcher Länge, dass sie zusammenstossen, wenn zwei Filter zusammengebracht werden, um Doppelfilter zu bilden, wie in Fig. 15a dargestellt ist, welche die vorstehenden Teile in dem Raum a, jedoch nicht die Stangen innerhalb der beiden Filter zeigt. Auf diese Weise werden die beiden Filterplatten an einer grossen Anzahl von kleinen Flächen gestützt, wenn sie unter dem Druck der zu filtrierenden Lösung sind, wodurch sie an einem Verbiegen verhindert werden.
Die Form der vorspringenden Teile ermöglicht es gleichzeitig, das Filtrat frei in die Kammer des Doppelfilter in jeder gewünschten Richtung nach dem oder den Auslassröhren-zu führen.
Die freien Räume zwischen den kreisförmigen Ebonitringen, welche die kreisförmigen Filter und die vorstehenden Ebonitstangen x und y oder die innere Seite des äusseren Rahmens stützen, werden mit festem Ebonit ausgefüllt. Am oberen Ende aller kreisförmigen Filter ist eine Lage von porösem Ebonit vorgesehen, welche die ganze. Fläche innerhalb des äusseren Rahmens an der Seite des Filters bedeckt, welche die die Sehwebestoffe enthaltende und zu filtrierende Lösung empfängt.
Anstatt in'dem äusseren Rahmen ein aus einer Anzahl von doppelkonischen Ebonitringen bestehendes Gitter zu haben, kann das Gitter aus einer Anzahl doppelkonischer Eisenringe gemacht werden, die sowohl untereinander als auch mit dem Eisen des äusseren Rahmens verbunden und mit Ebonit bekleidet sind. Die kreisförmigen Ebonitvorsprünge x zwischen dem Ebonitüberzug der kreisförmigen Eisenringe können wie zuvor angeordnet werden, während die Räume zwischen den
Ebonitvorsprüngen x und den kreisförmigen Filtern mit festem Ebonit ausgefüllt werden. Die Räume zwischen den Eisenringen können auch aus einer Eisenplatte bestehen, die mit Ebonit überzogen und mit Vorsprüngen x versehen ist.
Fig. 15a zeigt, wie die Vorsprünge x der beiden Filterplatten in dem durch zwei Filter gebildeten
Raum zusammenstossen. Sie stellt einen Querschnitt von Fig. 15 dar und es sind die vorstehenden Ebonitstangen x, welche mit den kreisförmigen Ringen verbunden sind, nur so weit, dass sie in dem inneren
Raum a gesehen werden können, als Ausführungsbeispiel für die in dem Raum a zusammenstossenden Vorsprünge x dargestellt. Die Punktierung bedeutet poröses Ebonit und die schraffierten Doppelkonusse in dem porösen Teil geben die doppelkonischen Ringe in dem sie tragenden porösen Ebonit an.
An den beiden Seiten der zwei Filterplatten oben und unten, die gegen die Räume b zwischen den Doppelfiltern gerichtet sind, in welche die zu filtrierende Lösung eintritt, bedeckt eine Lage von porösem Ebonit den ganzen Filter, so dass die zu filtrierende Lösung durch die ganze Fläche des Filters hindurchgehen kann.
Fig. 16 zeigt eine andere Abänderung der Fig. 13 und stellt eine kreisförmige an Stelle einer quadratischen Filterplatte dar.
Fig. 17 ist eine weitere Abänderung der Fig. 14, wobei die Filterplatte gleichfalls kreisförmig ist.
Fig. 18 zeigt einen Trennungsrahmen, der zwischen zwei zusammengebauten Doppelfiltern gemäss Fig. 17 benutzt wird.
Fig. 19 zeigt die allgemeine Anordnung zur Erzeugung eines Vakuums in den Räumen a innerhalb der Doppelfilter, wenn die Filterpresse als Vakuumfilter oder mit Druck in den Räumen b und Vakuum in den Räumen a benutzt wird. a4 ist der obere Vorratsbehälter, der die Lösung mit den festen Schwebstoffen aufnimmt. Letztere wird in dem Behälter a4 dauernd gerührt, um zu verhindern, dass sich die festen Stoffe absetzen. b4 ist ein ähnlicher Behälter, der am Boden angeordnet und gleichfalls mit einem Rührwerk versehen ist.
Die Lösung läuft zu der Filterpresse und nach dem unteren Kessel b4 durch die Röhre e4. Die Menge der Lösung, die durch die Presse und nach dem unteren Kessel läuft, wird durch die Hähne g4 und h4 entsprechend der Lösungsmenge geregelt, die in der Zeiteinheit durch die Presse laufen kann und die um so mehr verringert wird, je stärker der gebildete Filterkuchen wird. Der untere Kessel b4 ist mit der Pumpe c4 und durch ein Rohr d4 mit dem unteren Kessel a4 verbunden. Letzterer ist mit einem Überlaufrohr t4 versehen, durch das der Überschuss an Lösung im Kessel a4 in den Kessel b4 überlaufen kann, so dass die Höhe der Lösung im Kessel a4 durch das Überlaufrohr t4 konstant gehalten wird.
Auf diese Weise wird ein konstanter Umlauf der Lösung zwischen den Kesseln a4 und b4 aufrecht erhalten, der unabhängig von der Lösungsmenge ist, die durch die Filterpresse hindurchlaufen kann. Der untere Kessel d4 wird mit frischer Lösung mit Schwebstoffen gespeist, soweit das für die Filterpresse erforderlich
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der über einer Atmosphäre liegt.
Das Filtrat läuft aus den Kammern a innerhalb der Doppelfilter in das Hauptrohr i4 und durch den Hahn j4 in den Vakuumkessel 14 ab. Um das leichte Ablaufen des Filtrats aus der Filterpresse zu ermöglichen, wird der Luftdruck auf die Kammern a in gleicher Weise, wie der Druck auf das Auslassrohr i4 gehalten. Zu diesem Zwecke sind die Gashähne n4 am oberen Teil der Kammer a durch die
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durch das Rohr p4 mit der-Kammer verbunden sind, die etwa 10% m entsprechend dem Druck von einer Atmosphäre über dem unteren Kessel b4 liegt.
Jede nach dem Kessel 1. 4 gelangende Lösung läuft
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durch das Rohr u4 ab, sobald die Höhe der Flüssigkeitssäule in diesem Rohr dem in dem Vakuumkessel benutztem Vakuum entspricht. Von dem oberen Ende des Kessels r4 führt das Rohr 84 nach einer Vakuumpumpe, welche das Vakuum in r4, 14, in den Räumen a und den Verbindungsröhren erzeugt.
Aus dem Kessel 13, in dem sich das Filrat sammelt, wird letzteres durch die Pumpe Z4 weggepumpt.
Um letzteres zu erleichtern, ist der Kessel 14 durch das Rohr y4 mit dem Saugrohr der Pumpe Z4 verbunden.
Das Druckrohr der Pumpe Z4 pumpt die Lösung entweder durch den Hahn w4 in ein zweites System ähnlich dem in Fig.'19 dargestellten, für eine zweite Filtration oder es schickt das Filtrat durch den Hahn q4 in den Sammelbehälter x4.
Fig. 20 zeigt dieselbe Filtrationsmethode, wie in Fig. 19 unter Vakuum mit dem Unterschied, dass die Lösung in die Räume a der Filterpresse durch eine Pumpe gepresst wird, die jeden gewünschten Druck zum Filtrieren der die festen Schwebstoffe enthaltenden Lösung gibt. Die Bezugszeichen, die hier den Index 5 haben, bezeichnen in Fig. 20 die entsprechenden Teile, für welche in Fig. 19 dieselben Bezugszeichen mit dem Index 4 benutzt wurden.
Wenn im vorstehenden der Überzug des Eisens mit Ebonit erwähnt wurde, sollen darunter auch die Kopfstücke der Presse fallen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Filterpresse, die als Druck und, oder Vakuumpresse benutzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer oder mehreren Doppelfilterplatten versehen ist und jede Doppelfilterplatte aus zwei voneinander unabhängigen Filterplatten besteht, die an ihren Rändern voneinander getrennt sind oder durch besondere Zwischenrahmen getrennt gehalten werden.
2. Filterpresse mit Doppelfiltern, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Filter aus gelochten Platten oder Gittern mit Rahmen aus Ebonit oder anderm geeignetem Material, oder aus Metall, welches mit Ebonit oder anderm geeignetem Material bekleidet ist, bestehen, und dass die Öffnungen der gelochten Platten oder Gitter innerhalb des Rahmens Filter aus porösem Ebonit oder anderm geeignetem Material enthalten, wobei die Filter und die durehlochten Platten oder Gitter und Rahmen ein Stück bilden.
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Filter press.
The filter presses most commonly used to date for filtering consist of solid plates, which are provided on each side with either ribbed or corrugated surfaces, or with a large number of protruding small pyramid-like, conical elevations that allow the filtered liquid to pass through those formed by the elevations To escape channels or between the conical elevations of the surface. A filter material or other filter medium is placed on these plates formed in this way.
The panels are separated from each other by frames in a frame (frame press) so that a space is created between every two uneven panels, or the edges of the fixed panels are raised in such a way that the panels, when they are brought together, a chamber or space is formed (chamber pressing). The solution, which contains suspended solids, is pressed into these chambers or spaces. The solution pressed on the two filter fabrics of two solid plates goes through the filter fabrics and runs off the back of the filter fabric through the channels of the uneven surfaces, to finally exit the press through outlet pipes or nozzles under normal pressure.
The solid matter deposited on the two filter materials gradually thickens until a filter cake is formed between the two filters. If the cake or solution is of sufficient value, or the admixture of the solution with the cake is detrimental or undesirable, the cake is completely stripped of the solution. This is done by washing the cake in the filter press. The washing is carried out in such a way that water is supplied under pressure to the back of one of the filter fabrics and pressed through the filter fabric, as well as through the cake formed and through the second filter fabric, whereupon it runs off the back of the second filter fabric.
A major drawback of this method is that the water flows through more than others in some places, since the water forms and finds paths and channels through which it can more easily reach the second filter under pressure. In order to counteract this to a certain extent, the outflow pipe for the water is attached to the top in order to force the water in any case to fill the spaces between the filter materials and the solid plates of the filter.
The main disadvantages of this system are as follows:
1. The solution presses the filter material against the uneven plates and leaves only the smaller part of it, which extends over the channels without a base or support surface, free for filtration. The greater the pressure, the more the filter material is pressed into the channels and the larger the part of the filter material that does not take part in the filtering process.
If pyramid-like projections are used instead of corrugated or ribbed surfaces, the part of the filter that does not take part in the filtering process through the support points of the pyramidal or conical projections is less and amounts to about 25 to 30% of the total area. However, this advantage is more or less canceled out that the filter material is destroyed more quickly by the small support points of the pyramid-like or conical projections, which necessitates the use of a stronger and more expensive filter material.
2. The filter material, which is not supported in its filter parts, has to withstand the pressure of the solution, it therefore extends, tears easily and for this reason has a limited service life. This increases the costs of the filtering process, makes the work more difficult and reduces the effective and usable working time of the filter press.
If such a filter material tears and breaks in two, the solid suspended matter permeates the filtrate. If you have a large number of such filter materials in a filter press, it is difficult to obtain a filtrate that is completely free of the solid materials.
The filter fabrics also have the disadvantage that they cannot withstand the action of some chemical solutions (acids, alkalis, etc.).
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permanent, nor do they allow general application. Iron cannot be used for a large number of purposes in the chemical and other industries because it is e.g. B. acids, chlorine, hypochlorites, etc. cannot withstand. It oxidizes easily in moist air and affects the filtered solution. Wood does not resist acids, alkalis or a large number of other chemicals, nor does it have sufficient mechanical resistance. For this reason, the costs of keeping wooden filter presses in operation and the frequent interruptions to work make their operation relatively expensive and lossy.
In addition to filter presses, rotating cell vacuum filters are also used in industry.
These apparatuses are made of iron and are very complex and expensive in construction, while the filter surfaces
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disproportionate to the weight and cost of such an apparatus. An apparatus with all accessories with a filter surface of only 20 m2 weighs around 22 t. Since the apparatus are made of iron,
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can be used for filtration, which is always less than 1 atm. is. The rotating cell vacuum filters can therefore only be used where there is sufficient overpressure for filtration.
The present invention avoids and maintains the disadvantages of previous systems, and provides a more effective method of filtering and treating the separated cakes.
The following are the main features of the new filter press:
1. Instead of solid plates with ribbed or corrugated surfaces on each side or with surfaces having conical or pyramidal projections, a double filter plate is used, which are provided from individual plates with independent frames or edges and with a space for the filtrate. The filter plates are either used as a filter without the use of filter media, such as fabric, or only very cheap filter media, such as. B. used cheap filter paper or thin filters in connection with the filter plates and supported by the latter over their entire surface, so that they do not have to withstand any pressure.
2. The principle of the pressure filter is combined with the principle of the previously used rotating vacuum filter. The filter press can be used for one or both purposes, the solution being filtered through the filter medium either by pressure, as in the usual filter presses, while the external pressure between the filter plates is 1 atm. or the filtration is effected by creating a vacuum between the two filter plates and the supply of the solution to the filter is effected in the same way as is done in the previously customary filter presses, with a vacuum being created between the filter plates at the same time. The space between the two filter plates forming the double filter is provided with tubes which are used either to generate a vacuum or an air pressure.
These tubes can also be used to circulate hot or cold air in order to regulate the filter temperature.
3. The features specified under 1. and 2. enable extremely successful and effective washing of the cake through its entire mass.
4. The vacuum between the two filters makes it possible to make the cake drier and to remove it by applying a low air pressure in the space between the two filter plates, which makes the work cleaner and more economical.
5. When filter paper is used in conjunction with filter plates, the latter remain cleaner and do not require washing; the filter paper is removed together with the cake, which requires practically no cost, makes washing the filter plates unnecessary except only from time to time and makes the operation of the filter press more economical.
6. The entire surface of the filter plates or the filter plates provided with a cheap filter medium in the upper part of the same take part in the filtration.
7. The double filter plates and also the frames used in connection with them can be made of iron clad with ebonite or other suitable material as far as the non-porous parts of the filter plates come into question, while the filter surfaces are made of porous ebonite or other suitable material frame, grid and porous filter form one piece. The filter press can be designed in this way in an ideal way to combine the strength required for filtration with a chemical resistance required for the various purposes of the chemical and other industries and to be able to carry out all operations with the filter press in a technically efficient manner. If the filter plates z.
B. consist of ebonite of suitable composition and are vulcanized in a suitable manner, so they completely resist acids, alkalis and many other chemical substances, so that there is a very wide range of applications for this type of filter press.
8. The features given under 7. result in a number of other important advantages.
The ebonite filter plates can be washed from time to time with acids etc. in order to remove the impurities that settle in the pores over time, after which the filter plates can be used again for filtering.
9. The use of double-spaced filter plates enables a flow of water or water containing the required chemicals to be passed in the opposite direction, thereby clearing them of impurities and improving their filtration.
10. If filter materials are used in connection with the porous ebonite filters, the latter can be washed tzw in the press itself. getting cleaned.'
11. If ebonite filters are used in the filter plates, these can be of any porosity
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The requirements and properties of the solution and the visual tissue to be separated can be adjusted, making the filtration process faster and more effective. If the filter speed through the ebonite filter is made very high, and a thin filter with very fine pores is used in connection with it, which does not have to withstand any pressure due to its contact with the porous ebonite filter, a good separation of the solid matter from the filtrate can be achieved without Danger for the filtrate and for the solids leaving the press together.
On the other hand, the filter plates can be treated with barium sulphate, colloidal substances, etc. to make them suitable for filtering solutions containing suspended matter, which require fine capillaries for filtration, or to reduce the flow or percolation rate of the solution through the diaphragm .
12. The filter press makes it possible to use special solvents to break down a quantity of solid substances that form the cake after filtration, where such a separation method is chemically possible.
13. The filter plates are usually lighter than the iron plates and therefore allow easier handling. The filter press is of such a design that it allows easy accessibility to all parts of the same.
14. The filter plates are manufactured in molds, which enables a more precise and faster manufacture than the conventional iron plates which require a large amount of expensive machine work.
15. All of the above operations can be carried out safely and in a practically efficient manner, because all parts of the filter form one piece, do not require any seals and each part has the mechanical strength required for efficient operation.
After the essential features and advantages of the new type of filter press according to the present invention have been enumerated, the new principles and methods for producing and using the filter press are described below with reference to the exemplary embodiments shown in the accompanying drawings. The invention is not limited to the illustrated embodiments or to the use of any particular material, although the ebonite filter presses are considered to be the best.
Fig. 1 shows an embodiment of the nessen filter press made of iron or other suitable material. It consists of perforated iron plates, two of which form a double plate with a space in between. The plates are designed as recessed plates on both sides. Two such double plates, when brought together, form the inlet chamber b for the solution containing the suspended solids. The holes in the iron plates can be of any shape, expediently they are of a pyramid-like conical shape with a larger diameter on the surfaces of the plates delimiting the space b in order to provide a larger filtration surface.
On these perforated iron plates, fabric or braid made of metal or other suitable material is fastened in a suitable manner, which is indicated by the thick lines e. The filter material is hung over the metal mesh and fastened to the supply opening c by means of a common screw.
The solution enters the chamber b through the central supply pipe and through the openings c and is pressed under any desired pressure through filters, metal mesh and perforated iron plates into the spaces a between two perforated iron plates, from which it is pressed under normal pressure or vacuum, which are generated in the rooms a by special arrangements described later is discharged.
After the cake has formed, it is washed by the entry of water under pressure into the alternating spaces a of the double plates, which are provided with inlet channels, the water through the two perforated iron plates, through the fabric and through the filter cloth on top the cake and then through the filter cloths, further through the fabric and through the two adjacent perforated plates, to finally drain through the two spaces a of the two adjacent perforated plates, which are provided with outlet channels.
The perforated iron plates can be covered with ebonite, making them resistant to acids and other chemicals, while the fabric used can be made of the metal that is best able to withstand the given filtrate.
Fig. 2 shows a modified embodiment of Fig. 1. Instead of recessed plates, double perforated iron plates with frames between them are used; a central supply is not necessary here.
Fig. 3 shows a filter press in which the perforated iron plates within the frame, including metal mesh, are replaced by porous ebonite filters. The structural details are not shown here.
The iron frames of the panels are covered with ebonite. The double plates are designed as recessed plates with a central feed. The common screws are made of iron covered with ebonite
Fig. 4 shows a modified embodiment of Fig. 3, in which the plates with the porous ebonite filter have a separate intermediate frame f and the double plates are separated by a frame g, whereby the above-mentioned spaces a and b are formed.
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Fig. 5 shows the structural design of such a porous filter plate.
Fig. 6 shows a cast iron frame in which a large number of vertical
Steel strips a + are attached. 6a and 6b are cross-sections along the lines AA and BB of FIG. 6. The frame and the ribs are covered with ebonite, as shown in FIGS. 5, 5a and 5c, FIGS. 5 and 5b show the horizontal connecting pieces b + made of solid ebonite.
Figure 5a is a cross-section through one of the panels along the line A-A of Figure 5 and shows how the frame and vertical steel strips in the latter are clad with ebonite.
Fig. 5b is a cross section through the same plate along the line B-B of Fig. 5 and shows the frame clad with ebonite, the fixed horizontal strips b + made of solid ebonite and the shape of the vertical steel or iron strips clad with ebonite. It can be seen that these latter protrude from the porous ebonite filter, but are cut off between the lowest and uppermost horizontal ebonite strips b + and the lowest and uppermost edge of the frame and no longer protrude from the ebonite filter. The purpose of this is so that the solution that runs down between the vertical strips a + on the diaphragm during the filtration process is collected and runs into space a at the bottom of the porous double plate, while the water flows through and between when the cake is washed can pass through all vertical stripes a +.
Similarly, the vertical strips at the top of the filter plates are shaped and narrowed between the top horizontal strips of solid ebonite and the top of the frame so that the water, when pressed from bottom to top, is at the top between all verticals
Strip can run after the outlet channel.
Fig. 5c is a cross-section along the line C-C of Fig. 5, two such filter plates forming a double filter plate. The cross-section of the porous ebonite filter is filled with dots and forms a piece with the ebonite clad on the vertical metal strips a +, the ebonite cladding the frame and with the horizontal solid ebonite strips b +. The ebonite coating of the vertical metal strips a + and the horizontal strips b + made of pure ebonite are shaped in such a way that they form a double cone, so that the porous ebonite filter has a larger contact surface with the solid ebonite and is better supported when the solution in the chamber a of FIG. 1 is pressed.
The vertical metal strips a + clad with ebonite protrude from the porous ebonite filter, so that when two such filter plates are connected according to FIG. 5c, the opposite
Filter plates rest on the metal strips clad with ebonite and are supported by them.
On the other hand, the horizontal strips made of solid ebonite do not or only partially protrude from the porous ebonite filter so that the solution pressed through the entire ebonite filter into space a can run down freely.
If the horizontal strips are also made of metal, the entire metal grid must be cast in one piece in steel, iron or other suitable material and then clad with ebonite.
5 shows the arrangement of the inlet and outlet tubes for the solution containing the suspended matter and for the filtrate, as well as the inlet and outlet tubes for the water used to wash the filter cake, which are all arranged on the same plate. These pipes are actually set higher and lower in the plate above and below so that the entire filtrate can drain and so that the washing water can fill the entire space within the double plate.
Fig. 5c shows the outlet k for the filtrate that passes through the two ebonite filters into the space a.
Fig. 5f shows a modification of Fig. 5c insofar as the vertical metal strips of the two filters are not offset to support the filters of the opposing plates on the horizontal ebonite strips of the grid, but here the vertical metal strips push against each other, so that metal presses on metal.
FIG. 5g shows another embodiment of FIG. 5t or 5c, in which the two plates which receive the porous ebonite filters are separated from one another by a frame m of suitable thickness.
5d is a cross-section along the line D-D in the upper part of FIG. 5 and shows the arrangement of the two plates with the porous ebonite filters, a tap I being arranged in the recessed or recessed part of the frame. Two such filters form a double filter which thus has two taps I, one of which allows the air to escape when the space a is filled with water, or is used to create a vacuum when the filter cake is dried, while the other does this serves to pressurize the air in space a when the filter cake is removed from the ebonite filters.
Instead of arranging the outlet for the filtrate as in FIG. 35e and the air tap 1 as in FIG. 5d, the outlet for the filtrate and the air taps 1 can be arranged in the separation frame m of FIG. 5g, if such a frame is between the both filter plates is used.
FIGS. 5, 5c, 5t and 5g show the two plates, which receive the porous ebonite filters and form the double filter, in an independent arrangement. The two porous ebonite filters
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form a double filter with a gap only after the press is closed. The double filter is made liquid-tight around the filter frame and around the short liquid circulation pipes by rubber seals n (Fig. 5c).
This arrangement enables free access to space a, so that all necessary precautionary measures can be taken to check the filters, if necessary, and to clean them if necessary.
The two filter plates, which contain the porous ebonite filter as integral components, can also be connected to one another to form a double filter by means of bolts o and nuts (FIG. 5e).
The double filters shown in FIGS. 5e, 5f or 5g are separated from one another by frames, as is indicated in FIG. These frames are provided on their upper part with the cock pl through which air can escape. They can also be provided with vertical metal strips p which are clad with ebonite in order to support or carry the frame of the ebonite filter when the filter cake needs to be washed under high pressure. The strips p expediently abut against the vertical metal strips a + of the filter plates. The vertical strips p are provided with a number of slits v in the middle, at the top and at the bottom, in order to ensure the free passage of the solution into the entire space b between the two double porous ebonite filters.
These slots v can be seen in Fig. 7a, which is a section along the line A-A of Fig. 7, and in Fig. 7b. The metal frame and the vertical steel strips are also clad with ebonite. The short inlet and outlet tubes are arranged on the separating frame of FIG. 7, similarly to FIG. 5. The solution containing the suspended matter enters chamber b through a slot s in the frame, which connects the inlet pipe with space b in the frame.
The frame according to FIG. 7 can be selected to be of any thickness according to the nature and thickness of the filter cake to be produced.
There is no outlet pipe for the filtrate in space b between the two double filter plates; the outlet for the filtrate is fitted in space a between the two filters.
The inlet and outlet channels for the water used for washing the filter cake are just like the inlet and outlet for the air used to generate a vacuum or an increased pressure between the filter plates for the various purposes mentioned, in connection with the space a between the , arranged a double filter forming filter plates.
8, 9 and 10 show the work of the filter presses in question during the filtering process. Fig. 8 shows a frame press, Figs. 9 and 10 show chamber presses. In Fig. 9, both filter plates with their frames are of the same shape. The space b is divided into equal parts by equal indentations or elevations in the frame of the two filter plates. The solution enters the spaces b through the channels r in the protruding part of one of the frames. In FIG. 10, the two filter plates are of different shapes and are provided with frames having different depressions, one frame of which has a stronger depression, whereby an easier arrangement of the inlet channels is made possible.
The solution enters the chambers b through the channels r (FIGS. 8, 9 and 10) and flows, as indicated by arrows, right and left through the two ebonite filters. The filtrate runs off the other side of the ebonite filter into the chambers a, while the solid suspended matter is deposited on the two filter plates of chamber b. The manner in which the short circular tubes located in the filter plates and in the separation frames are connected to form a common tube for guiding the solution is shown in FIGS. 8, 9 and 10. The short rubber tubes of special composition are inserted into the short, circular tubes of the separation frames or filter plates.
The circular tubes within the frame and filter plates are of different diameters so that the protruding circular ribs of the rubber tubes are pressed by the solution against the solid surfaces of the adjacent parts and a tight connection is achieved.
For this purpose, the short Gununi tubes are made from a double layer that has different properties. The layer in contact with the ebonite of the tubes is made of soft, pliable rubber with good properties so that a tight connection is achieved under pressure. In contrast to this, the layer, which comes into contact with the solution and must be resistant to chemicals, is made of a leather-like, semi-vulcanized ebonite mixture consisting of 55% para, 10% graphite and 35% sulfur.This leather-like material resists significantly better The chemicals in the solution act as ordinary rubber and at the same time allow sufficient pressure to be exerted on the soft, flexible rubber layer underneath.
In Fig. 5c, n, n show other arrangements for making the short tubes in the frames and filter plates for connecting and making a continuous tube.
Figures 11 and 12 show how the filter cake is washed after it is formed.
Fig. 11 shows a frame press and Fig. 12 shows a chamber press.
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Connecting channels m ', m3, m5 are arranged between a main pipe 1 and the first, third and fifth space a within the double filter plates, while another main pipe II passes through
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The water used for washing the filter cake is pressed into the alternating spaces a through the alternating channels of one of the main pipes, penetrates through the cakes, flows out through the alternate spaces a1 and through the second main pipe, as indicated by arrows.
The washing water is pressed into the alternating spaces a through m \ m3, m5 through the entire surface of the filters forming the double filters; it passes right and left through the cakes of the same thickness until it reaches the porous ebonite filters of the alternating rooms a on the right and left, whereupon it drains through m2, m4, m6 from the whole area of the filters in the rooms a of the double filters.
For this purpose, the alternating rooms having the inlets m1, m3, m5 must be kept full of water, which is made easier by letting the air escape through the air taps at the top and then closing them and that the water is under some-
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alternating spaces having a practically empty and are under atmospheric pressure or are kept under vacuum to aid in washing the cake. After the cake has been washed, the water is allowed to run off from the spaces a having the inlets m1, m3, m5, and all the chambers a are placed under vacuum, as will be shown and described later.
This sucks the water from the layers in contact with the filters, drying the cake and making it easier to remove from the ebonite surfaces.
If the filter press is opened slightly and air is forced into the spaces a, the filter cake is pressed off the ebonite surfaces and can easily be removed, especially if separation frames are used between the two double filters.
The press is made either from ebonite or from metal clad with ebonite. The ebonite mass or ebonite coating resists the action of acids, alkalis and other chemicals, which enables the presses to be used to a large extent in the chemical, electrical, ore, mining and mining industries.
The press can not only be used to separate solids from liquids, as is the case with ordinary filtration, but a mixture of suspended solids can also be filtered and then separated (and washed) in the press using appropriate solvents, if such a separation is chemically possible and desirable.
After the filter cake has been removed, the filter press is closed and the porous ebonite filters of the press are washed and freed of solid impurities by flowing a stream of water into spaces a between the two filters of the double filter and through the filters into spaces b between the double filters, d. H. in the opposite direction to that used for filtration.
In this way the filters are kept clean and the speed of the successive filtrations is maintained.
In many cases it can be advantageous to use an inexpensive filter cloth, calico, paper, etc. in conjunction with the porous ebonite filters in order to protect the latter from contamination. The filter paper or the other cheap filter material does not need to withstand any pressure, as it is carried in its entire extent through the porous ebonite filter, which is completely different from the previously common presses in which the solution is only pressed through the filter where the latter cannot be worn. The filter paper or the like is then removed with the filter cake. In this way, a considerably longer use of the press without washing the porous ebonite filter is made possible.
If filter fabrics are used with the porous ebonite filters, they can be washed in the press itself in the same way as was described above for washing the ebonite filters. They have a much longer lifespan because they are worn over their entire surface.
The filter materials, filter paper or other filter means can, if desired, be attached to protruding pins a2 (FIG. 5) which have been arranged on the filter frame in the rubber packing. In this case, corresponding recesses a3 are made in the partition frame (FIG. 7).
13 shows a filter press in which all the tubes for the solution containing the suspended solids, for the filtrate, for the washing water and for the air inlet or outlet are arranged within the frame. FIG. 14 shows a modified embodiment of the filter press according to FIG. 13, in which the inlet and outlet tubes are arranged outside the frame.
Fig. 15 is another embodiment of Fig. 5. The outer frame is made of metal clad with ebonite. The filter in the outer frame is designed in such a way that it consists of a grate or grid, which is composed of a number of double-conical ebonite rings, which are connected to each other and also to the ebonite surrounding the outer frame. The individual filters made of porous ebonite fill the circular openings that form a piece with the ebonite rings, whereby they find support on the double-conical rings when
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the pressure on the filters is applied from one side to the other.
These rings are further connected by ebonite rods x, preferably of circular cross-section, which are connected between the
Ebonite rings and the outer frame are arranged and protrude in the direction of the inner space a of the double filter. The protruding parts are of such a length that they collide when two filters are brought together to form double filters, as shown in Fig. 15a which shows the protruding parts in space a but not the rods within the two filters. In this way the two filter plates are supported on a large number of small surfaces when they are under the pressure of the solution to be filtered, thereby preventing them from bending.
At the same time, the shape of the projecting parts enables the filtrate to be fed freely into the chamber of the double filter in any desired direction towards the outlet tube or tubes.
The free spaces between the circular ebonite rings which support the circular filters and the protruding ebonite rods x and y or the inner side of the outer frame are filled with solid ebonite. At the top of all circular filters a layer of porous ebonite is provided, which covers the whole. Area covered within the outer frame on the side of the filter which receives the solution containing the tissues to be filtered.
Instead of having a grid consisting of a number of double-conical ebonite rings in the outer frame, the grid can be made from a number of double-conical iron rings which are connected to each other and to the iron of the outer frame and are clad with ebonite. The circular ebonite protrusions x between the ebonite coating of the circular iron rings can be arranged as before, while the spaces between the
Ebonite protrusions x and the circular filters are filled with solid ebonite. The spaces between the iron rings can also consist of an iron plate covered with ebonite and provided with projections x.
Fig. 15a shows how the projections x of the two filter plates in the one formed by two filters
Crash into space. It shows a cross section of Fig. 15 and it is the protruding ebonite rods x, which are connected to the circular rings, only so far that they are in the inner
Space a can be seen, shown as an exemplary embodiment for the projections x colliding in space a. The dots mean porous ebonite and the hatched double cones in the porous part indicate the double conical rings in the porous ebonite that supports them.
On both sides of the two filter plates above and below, which are directed towards the spaces b between the double filters, into which the solution to be filtered enters, a layer of porous ebonite covers the entire filter, so that the solution to be filtered through the entire surface the filter can pass through.
Fig. 16 shows another modification of Fig. 13 and shows a circular rather than a square filter plate.
Figure 17 is a further modification of Figure 14 in which the filter plate is also circular.
FIG. 18 shows a separation frame which is used between two assembled double filters according to FIG.
Fig. 19 shows the general arrangement for creating a vacuum in the spaces a within the double filter when the filter press is used as a vacuum filter or with pressure in the spaces b and vacuum in the spaces a. a4 is the upper storage tank that holds the solution with the suspended solids. The latter is continuously stirred in the container a4 in order to prevent the solid matter from settling. b4 is a similar container that is placed on the floor and is also equipped with an agitator.
The solution runs to the filter press and after the lower kettle b4 through the tube e4. The amount of solution that runs through the press and to the lower kettle is regulated by the taps g4 and h4 according to the amount of solution that can run through the press in the unit of time and which is reduced the stronger the filter cake formed becomes. The lower tank b4 is connected to the pump c4 and through a pipe d4 to the lower tank a4. The latter is provided with an overflow pipe t4 through which the excess of solution in the vessel a4 can overflow into the vessel b4, so that the height of the solution in the vessel a4 is kept constant through the overflow pipe t4.
In this way, a constant circulation of the solution between the tanks a4 and b4 is maintained, which is independent of the amount of solution that can pass through the filter press. The lower boiler d4 is fed with fresh solution with suspended matter, as far as this is necessary for the filter press
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that lies above an atmosphere.
The filtrate drains from the chambers a inside the double filter into the main pipe i4 and through the tap j4 into the vacuum tank 14. In order to allow the filtrate to drain easily from the filter press, the air pressure on the chambers a is maintained in the same way as the pressure on the outlet pipe i4. For this purpose, the gas taps n4 on the upper part of the chamber a through the
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connected by the pipe p4 to the chamber which is about 10% m corresponding to the pressure of one atmosphere above the lower boiler b4.
Every solution that reaches boiler 1. 4 runs
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through the tube u4 as soon as the height of the liquid column in this tube corresponds to the vacuum used in the vacuum vessel. From the upper end of the vessel r4 the pipe 84 leads to a vacuum pump which creates the vacuum in r4, 14, in the spaces a and the connecting pipes.
The latter is pumped away by the pump Z4 from the vessel 13 in which the filtrate collects.
To facilitate the latter, the boiler 14 is connected to the suction pipe of the pump Z4 by the pipe y4.
The pressure pipe of the pump Z4 either pumps the solution through the tap w4 into a second system similar to that shown in Fig. 19, for a second filtration or it sends the filtrate through the tap q4 into the collecting container x4.
FIG. 20 shows the same filtration method as in FIG. 19 under vacuum, with the difference that the solution is pressed into the spaces a of the filter press by a pump which gives any desired pressure for filtering the solution containing the suspended solids. The reference symbols which have the index 5 here designate the corresponding parts in FIG. 20 for which the same reference symbols with the index 4 were used in FIG. 19.
If the above mentioned the coating of the iron with ebonite, the head pieces of the press should also fall under it.
PATENT CLAIMS:
1. Filter press, which can be used as a pressure and / or vacuum press, characterized in that it is provided with one or more double filter plates and each double filter plate consists of two independent filter plates which are separated from one another at their edges or are kept separated by special intermediate frames .
2. Filter press with double filters, characterized in that the individual filters consist of perforated plates or grids with frames made of ebonite or other suitable material, or of metal which is clad with ebonite or other suitable material, and that the openings of the perforated plates or grids within the frame contain filters made of porous ebonite or other suitable material, the filters and the perforated plates or grids and frames forming one piece.