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Selbsttätig und ununterbrochen arbeitende Filterpresse mit Nachpressen der Filterkuchen.
Die Erfindung betrifft eine ununterbrochen wirkende Filterpresse für die verschiedensten Produkte und besteht in der besonderen konstruktiven Ausbildung der Filterpresse, bei welcher die Arbeitsweise eines normalen Filters und einer hydraulischen Presse in der Weise vereinigt sind, dass nicht nur die Filtration und die erforderliche Nachpressung, sondern auch die für die Entleerung der Presse notwendigen Vorgänge vollkommen selbsttätig vor sich gehen, ohne dass dabei die Leistungsfähigkeit der Presse beeinträchtigt wird.
In der Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, u. zw. zeigt Fig. 1 die Presse im Vertikalschnitt, teilweise in Ansieht, Fig. 2 eine Draufsicht und Fig. 3 eine Stirnansieht der Presse. Fig. 4 zeigt die Presse gemäss dem zweiten Ausführungbeispiel in teilweise geschnittener Draufsicht bei in der äusseren Endstellung befindlichen Presskolben, Fig. 5 einen Teil des gleichen Bildes bei in der inneren Endstellung befindlichen Presskolben und Fig. 6 eine teilweise Stirnansicht zu Fig. 5. Die Fig. 7 und 8 veranschaulichen eine selbsttätig wirkende Abschervorrichtung für die Filter mit dem zugehörigen Steuermechanismus im Längsschnitt und Draufsicht.
Die Fig. 9-12 zeigen die schematische Darstellung eines von den Presskolben zwangsläufig betätigten Steuergestänges zum rechtzeitigen Abstellen der Druckleitung in verschiedenen Stellungen.
Die Filterpresse gemäss Fig. 1-3 besteht aus zwei feststehenden Zylindern 1, 2, die an der äusseren Stirnseite offen und durch Deckel 3, 4 abgeschlossen sind. Die Deckel 3, 4 sowie die den Deckeln zugekehrten Stirnwände der Kolben tragen Filterplatten 8 bekannter Ausbildung, über welche je ein Filtertuch 9 gespannt ist. Durch die Filterplatten 8 bzw. Filtertücher 9 jedes Zylinders ist eine Filterkammer J begrenzt, die durch einen Kanal 11 mit der in der Zeichnung nicht ersichtlichen Massepumpe verbunden ist. Zum Auslauf der filtrierten Masse ist in beiden Filterplatten 8 jedes Zylinders eine Öffnung 12, 13 vorgesehen, durch welche die Flüssigkeit in einen Abflusskanal14 bzw. in ein Abflussrohr 15 gelangt.
Die beiden Deckel 3, 4 werden während jeder Pressperiode zu gegebener Zeit von den Kolben zweier Druckzylinder 16 verstellt und in der Schliessstellung durch je vier Drehriegel17 gesichert. Die Drehriegel 17 sitzen paarweise auf vier Längsstangen 18 und legen sieh in der Wirkungsstellung vor Querrippen 19 der Deckel 3, 4. Die Querrippen 19 weisen an ihren Enden Ausnehmungen 20 auf (Fig. 3), durch welche die Riegel 17 in der Offenstellung hindurchtreten können. Die vier Riegel 17 des Deckels 3 sind gegenüber den vier Riegeln des Deckels 4 um 900 versetzt auf den Stangen 18 angeordnet, so dass bei Sicherung des einen Deckels gleichzeitig der andere entsichert wird.
Die Stangen 18 sind durch Hebelgestänge 21 mit der Stange 22 des Kolbens 23 eines Druckzylinders 24 zwangsläufig verbunden, so dass bei Verschiebung des Kolbens 23 von der einen Totlage in die andere die Drehriegel um 900 verstellt und dadurch die Riegel 17 der einen Seite geöffnet, hingegen die der andern Seite geschlossen werden.
Die beiden Presskolben 5, 6 werden abwechselnd durch Druckflüssigkeit betätigt, welche durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Rohrleitung in die hinter den Kolben 5, 6 befindlichen Zylinderräume 25 durch eine Öffnung 26 eingelassen wird. Die Deckel 3, 4 sind in der Schliessstellung durch Dichtungringe 27 abgedichtet, welche aus Leder-oder Gummimanschetten bestehen und in einer in den Zylindern 1, 2 (oder Deckeln) vorgesehenen Ringnut 28 sitzen, die durch einen Kanal 29 und eine Rohrleitung 30 mit dem Druckraum 25 der Presszylinder 1 bzw. 2 verbunden sind. Durch diese Anordnung wird der hinter dem Presskolben wirksame Druck auch auf den Dichtungsring 27 übertragen und so eine sichere Abdichtung des Deckels 3, 4 erzielt.
Die zu filtrierende Masse wird von der Massepumpe durch den Einlaufkanal n in die Filterkammer jfss des zur Wirkung gelangenden Zylinders 1 bzw. 2 gedrückt, wobei die Flüssigkeit durch die Filtertücher 9
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durchdringt und filtriert durch die Öffnungen 12, 13 und den Kanal 14 und Rohr 15 abgeleitet wird. Hat nun der Druck in der Filterkammer 10 eine dem Zustand des Kuchens entsprechende Höhe erreicht, so wird durch geeignete, in der Zeichnung nicht ersichtliche Steuerelemente der Zulauf der Filtriermasse zu der Kammer 10 unterbrochen und gleichzeitig der Zulauf der Druckflüssigkeit in den Druckraum M freigegeben. Durch die Druckflüssigkeit wird nun der Presskolben gegen den Deckel gepresst und so der Rest der noch im Kuchen vorhandenen Flüssigkeit herausgepresst.
Nach Erreichung des eingestellten Höchstdruckes und, damit zusammenhängend, der gewünschten Trockenheit des Kuchens wird der Zulauf der Druckflüssigkeit zu den Druckraum 25 unterbrochen und die Verbindung der Druckflüssigkeit mit dem Auslösezylinder 24 hergestellt. Hiedurch wird der durch Schieber oder Ventile gesteuerte Auslösekolben 23 von der einen Totlage in die andere getrieben und hiebei mittels der Hebelgestänge 21 die Drehriegel17 verstellt, wobei der bis jetzt unter Druck gestandene Zylinder entsichert und der andere gesichert wird.
Hierauf wird die Druckflüssigkeit neuerdings in den Druckraum 25 eingeleitet und dadurch der Presskolben vollends in seine Endstellung getrieben, wobei der Kuchen, den Deckel an den Kolbenstangen 16'bis zu den Anschlägen 16" vor sich herschiebend, aus dem Zylinder geschoben wird und abfällt oder abgeschert werden muss, was automatisch erfolgt. Zu dem Zwecke ist für jeden Presszylinder eine Absehervorrichtung vorgesehen, welche mit ihren beiden Scherplatten 31 von oben nach unten über die Filtertücher 9 bewegt wird und hiebei die an diesen haftenden Kuchenreste abstreift.
Durch die Abschervorriehtung wird gleichzeitig das Entstehen eines Belages auf den Filtertüchern verhindert. welcher bei den bekannten Einrichtungen anwachsen konnte und einen steigenden Widerstand für die durch die Filtertücher dringende Masse bewirkte, der von der Massepumpe überwunden werden musste.
Dieser Übelstand ist durch die Abschervorriehtung beseitigt.
Die Abscherplatten 31 sind an einer Kolbenstange 33 beweglich befestigt (Fig. 7 und 8), deren Kolben 34 in einem Druckzylinder 35 geführt ist. Der Kolben 34 wird durch das Druckmittel betätigt und in seinen beiden Endstellungen selbsttätig umgesteuert. Die Umsteuerung der Bewegungsrichtung des Kolbens 34 erfolgt durch einen entlasteten Kolbenschieber 36, der durch Einwirkung einer ausserhalb der Kraftwirkung des Kolbens befindlichen Steuereinrichtung verschoben wird, welche beispielsweise folgende Ausbildung besitzt : Ein um einen Bolzen 37 drehbarer zweiarmiger Hebel 38 ist an einem Ende mit einem Lenker 39 verbunden, der an seinem freien Ende mittels eines Bolzens 40 in eine Längsnut 41 gerade geführt ist und von einer Druckfeder 42 beeinflusst wird.
Auf das andere Ende des zweiarmigen Hebels 38 wirkt eine Stange 43 mittels Anschlägen 44, 45 ein, die parallel zu dem Kolben 34 in Armen 46 geführt und mit der Kolbenstange 33 fest verbunden ist. Die Stange 47 des Kolbenschieber 36 wird von dem zweiarmigen Hebel 38 beeinflusst, der auf Anschläge 48, 49 der Schieberstange 47 einwirkt.
Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende. Sobald der Kolben 34 durch das Druckmittel aus der in Fig. 7 ersichtlichen oberen Endstellung in die untere Totlage verschoben wird, gleiten die Abscherplatten 31 in dem Spalt 32 zwischen Deckel und Zylinder abwärts über die Filtertücher 9 hinweg und streifen die daran haftenden festen Masseteile ab, welche zu Boden fallen. Während dieser Bewegung stosst der Anschlag 44 der Stange 43 gegen den in der gezeichneten Endstellung befindlichen Hebel 38 und verschwenkt ihn bis zum Ende des Kolbenhubes ungefähr in die gezeichnete Stellung 1, wobei gleichzeitig die Druckfeder 42 gespannt wird.
In dieser Lage ist das Kniegelenk, welches der Lenker 39 mit dem Hebel 38 bildet, nach oben hin durchgedrückt, worauf das Gestänge durch die Wirkung der sich nun entspannenden Druckfeder 42 plötzlich in die zweite Endstellung 11 bewegt wird. Bei dieser Bewegung nimmt der bereits an dem Anschlag 48 der Schieberstange 47 anliegende Hebel 38 die Stange 47 mit und stellt den Kolbenschieber 36 um. Das Druckmittel kann nunmehr in den unteren Kanal 50 der Sehiebersteuerung eindringen, worauf der Kolben 34 in die obere Endstellung zurückbewegt wird.
Während dieser Bewegung trifft der in der in der unteren Endstellung befindliche Anschlag 45 der Stange 43 gegen den in der Stellung Il befindlichen Hebel 38 und verschwenkt ihn in die Stellung III, wobei die Feder 42 wieder gespannt wird. In Stellung 111 liegt der Hebel 38 an dem in seiner oberen Endstellung befindlichen Anschlag 49 an und nimmt bei seiner im nächsten Augenblick erfolgenden Verschwenkung durch die sich entspannende Druckfeder 42 die Stange 47 mit, wodurch der Steuerschieber 36 nach unten umgestellt wird. Nach diesem Vorgang wird Druckflüssigkeit in die Zylinder 16 geleitet, dadurch deren Kolben in die andere Totlage verstellt und der offene Deckel 3 bzw. 4 geschlossen.
Hiebei bewegen sich die Kolbenstangen 16'lose in den Augen 3'bzw. 4'des bereits gesicherten Deckels des andern Zylinders. Hierauf wird der Zulauf der Filtrierflüssigkeit zu diesem Presszylinder geöffnet und der geschilderte Arbeitsvorgang wiederholt. Die beschriebenen Umschaltungen werden selbsttätig ausgelöst, so dass die Filterpresse vollkommen automatisch arbeitet.
Bei der in Fig. 4-8 dargestellten Filterpresse sind die beiden in den feststehenden Zylindern 1, 2 geführten Presskolben zu ineinandergreifenden Tauchkolben 51, 52 ausgebildet, die durch das Druckmittel gleichzeitig gegenläufig auseinanderbewegt werden. Hiebei wird das Druckmittel durch eine Öffnung 53 in den von den Stirnwänden 51', 52'und Mäntel der beiden Presskolben begrenzten Druckraum 54 geleitet. Die äussere Stirnseite der Kolben sowie die inneren Stirnseiten der Deckel 3,4 sind, analog dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, mit Filterplatten 8 versehen. Die Deckel 3,4 werden wieder dl. l'ch Dichtungsringe 27 abgedichtet und durch Zugarme 55 in der Verschlussstellung gehalten.
Die
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Zugarme 55 sind um Bolzen 56 an Querrippen 57 des einen Deckels 4 angelenkt und umfassen in der Schliessstellung mittels Rollen 58 die Querrippen des andern Deckels 3, wobei die Deckel sicher in Schliessstellung gehalten werden. In der Sehliessstellung sind die Verschlussarme 55 mit je einem Kolben 59 gekuppelt, die in einem Druekzylinder 60 laufen und durch die Druckflüssigkeit gegenläufig bewegt werden. Die Verbindung der Verschlussarme 55 mit den Kolben 59 ist nur eine seitliche. Zu dem Zwecke greifen die am Ende der Arme 55 vorgesehenen Bolzen 61 in das Maul des Hakenendes 62 der Stangen 63 der Kolben 59 ein.
Die Wirkungsweise der Filterpresse ist analog der in Fig. 1-3 beschriebenen, mit dem Unterschiede, dass die Kolben 51, 52 gleichzeitig betätigt werden. Die Filtermasse wird in der gleichen Weise, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1-3 in die Filterkammer 10 unter Druck eingeleitet, wobei die durch die Filtertücher 9 durchdringende Flüssigkeit durch Kanäle 64 der Kolben und, in derselben Weise wie in Fig. 1, aus den Deckeln herausfliesst. Sobald der Druck in der Filterkammer eine entsprechende Höhe erreicht hat, wird der Zulauf der Filtriermasse zu den Kammern 10 unterbrochen und Druekflüssigkeit in den Druckraum 54 eingeleitet. Die Druckflüssigkeit sucht beide Kolben auseinanderzubewegen, wobei die in dem bereits erhaltenen Kuchen noch vorhandene Flüssigkeit vollkommen herausgepresst wird.
Hiebei nehmen die durch die Zugarme untereinander verbundenen Deckel den Gesamtdruck auf, ohne die Zylinder in Mitleidenschaft zu ziehen. Sobald die gewünschte Trockenheit des Kuchens erreicht ist, wird der Zulauf der Druekflüssigkeit zu dem Druckraum 54 unter- brochen und die Verbindung der Druckflüssigkeit mit dem Auslösezylinder 60 hergestellt. Hiedurch werden die beiden Kolben 59 auseinanderbewegt und dabei die Rollen 58 von den Querrippen 57 des Deckels 3 abgezogen, so dass die Deckel 3,4 nunmehr entsichert sind (Fig. 4). Bei der nun folgenden abermaligen Überleitung der Druckflüssigkeit in den Druckraum 54 gelangen die beiden Kolben 51, 52 in ihre Endstellung, wobei die Deckel 3, 4 geöffnet und die Presskuchen ausgeworfen werden.
Hierauf wird die bereits beschriebene, jedoch in den Fig. 4-6 nicht mehr dargestellte Abschervorrichtung in der geschilderten Weise wirksam.
Das Zurückziehen der beiden Deckel 3, 4 erfolgt durch zwei Sehliesszylinder 65 mit zwei gegenläufigen Kolben 66. Die Presskolben 51, 52 können durch den Druck der neu eintretenden Filtermassen oder durch Steuerzylinder in die innere Endlage zurückgeschoben werden.
Die beiden lose ineinandergreifenden Presskolben 51, 52 führen ihre Bewegungen unabhängig voneinander aus und werden dabei nur durch die auftretenden Gegendrücke und Reibungswiderstände beeinflusst. Da diese bei den beiden Kolben zumeist verschieden sind, so werden die Kolben nicht immer gleichzeitig ihre Endstellung erreichen. Es ist nun für das richtige Arbeiten der Presse eine unerlässliche Forderung, dass die Steuerelemente für den Druckflüssigkeitszulauf erst dann betätigt werden, wenn beide Presskolben ihre Endstellung erreicht haben. Um diesen Zweck sicher zu erreichen, ist eine besondere Steuereinrichtung vorgesehen, welche auf das Absperrorgan für die Druckflüssigkeit zur Druckkammer 54 der Kolben 51, 52 einwirkt.
In der Zeichnung ist in den Fig. 9-12 eine beispielsweise Ausführungsform einer solchen Steuereinrichtung schematisch veranschaulicht. An dem einen Kolben 52 ist ein zweiarmiger Hebel 67 um einen Bolzen 68 drehbar befestigt und an dem zweiten Kolben 51 eine Zugstange 69 angelenkt, die an ihrem freien Ende einen auf den Hebel 67 einwirkenden Mitnehmer 70 trägt. Beim Auseinanderbewegen beider Kolben 51, 52 stosst der zweiarmige Hebel 67 mit seinem Ende gegen das Umstellorgan, wobei dieses verstellt wird. Das Umstellorgan ist zum leichteren Verständnis in der Zeichnung als eine mit einem Zahnrad 71 kämmende Zahnstange 72 dargestellt, bei deren Verstellung aus der Stellung nach Fig. 9 in die nach Fig. 10 der in die Druckleitung eingeschaltete Absperrhahn 73 geschlossen und so der Zufluss des Druckmittels in den Druckraum 54 der Kolben 51, 52 abgestellt wird.
Die Absperrung des Hahnes 73 erfolgt aber erst in dem Augenblick, wenn beide Kolben 51, 52 ihre Endstellung erreicht haben (Fig. 10). Ist der Kolben 51 nacheilend, so wird, wie in Fig. 11 übertrieben veranschaulicht, der Hebel 67 nur an die Zahnstange 72 heranbewegt, während die Verstellung derselben erst dann erfolgt, bis der Kolben 51 seine äussere Endstellung erreicht. Bei einer Nacheilung des Kolbens 52 wird der Hebel 67 durch die Zugstange 69 gegen die Zahnstange 72 hin verschwenkt, diese jedoch erst dann verstellt, wenn auch der Kolben 52 seine äusserste Endstellung erreicht hat.
Die beschriebenen Filterpressen gewähren eine ungewöhnlich hohe Leistungsfähigkeit, die sich aus dem Umstand ergibt, dass die Filtermasse in Teilmengen zerlegt wird, zu deren Auspressung ein Bruchteil jener Zeit genügt, die bei Verwendung der gebräuchlichen Filter notwendig ist. Ausserdem ist die hohe Leistungsfähigkeit auch durch die zwangsläufige Arbeitsweise der Pressen gegeben.
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