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Drebfilter.
Die Erfindung bezieht sich auf kontinuierlich arbeitende Dreht)] ter, die insbesondere zur Filtration von schlammigen Stoffen, z. B. in Wasser oder sonstigen Flüssigkeiten durch Vermahlen von Mineralien aufgeschwemmten Feststoffen, z. B. Zementrohschlamm, aber auch zum Filtrieren anderer schlammiger Massen, z. B. schmutziger Öle, dienen.
Das Filter gemäss der Erfindung ist dabei so eingerichtet. dass es gewünsehtenfalls auch als Druck- oder Vakuumt1lter verwendet werden kann.
Drehfilter für die genannten Zwecke wurden meist als Trommelfilter ausgebildet, bei denen die äussere oder innere Fläche des trommelförmigen Filtergehäuses mit einem Filtertueh überzogen ist, an welchem sich die Feststoffe als eine durch Schaber oder sonstige Vorrichtungen zu beseitigende Schicht festsetzen. Derartige Filter nehmen viel Raum in Anspruch.
Bei einer andern bekannten Form von Drehfiltern bestehen die Filterkörper aus einer
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geordnet sind. Bei einer andern Ausführungsform der letztgenannten Art von Filtern besitzen die Filterkörper die Form langer Flügel, die von einer mittleren, waagerechten Welle ausgehen. Die beiden letzterwähnten Filterformen bieten gegenüber den Trommelfiltern den Vorteil, dass der Raum besser ausgenutzt wird, jedoch verursacht bei ihnen die Entfernung der an den Filterkörper in Form eines Filterkuchens abgeschiedenen Feststoffe erhebliche Schwierigkeiten.
Das Drehfilter gemäss der Erfindung vermeidet sowohl den Mangel des grossen Raumbedarfes als auch den Mangel der schwierigen Entfernung des Filterkuchens. Dies wird durch eine besondere Anordnung der Fillerkörper erreicht, die darin besteht, dass eine Anzahl radial oder wesentlich radial zu einer Drehachse gestellter Filterkörper einen mittleren Raum für eine Fördereinrichtung umschliesst, der für die Aufnahme der von den Filterkörpern losgelöste Feststoffe bestimmt ist. die von der Fördereinrichtung abgeführt werden.
Durch diese Anordnung wird der Vorteil einer grossen Filterfläche in einem kleinen Raum zugleich mit der Möglichkeit einer raschen und leichten Entfernung des Filterkuchens durch Ströme von Druckluft erzielt, die zur Einwirkung auf die Fläche des Filterkörper gebracht werden, während sich diese in ihrer Hochstellung unmittelbar oberhalb des für die Aufnahme der Feststoffe vorgesehenen mittleren Raumes mit der Fördereinrichtung befindet.
Die Entfernung von Filterkuchen durch Druckluft ist zwar auch bei Trommelfilteru mit Filtertuchbespannung auf der einen Seite der Trommel versucht worden. Bei diesen Filtern bietet jedoch der Zusammenhalt der Masse der Teilchen in dem grossflächigen Filterkuchen ein grosses Hindernis für die Loslösung desselben, weil er durch die Lufströme zerbrochen werden muss, um sich von der Trommelfläche ablösen zu können. Eine solche Notwendigkeit, den Filterkuchen, der sich an die Filterfläche angesetzt hat, zu zerbrechen, um die Entfernung herbeizuführen, fällt bei dem Filter gemäss der Erfindung fort, so dass bei diesem eine viel grössere Wirksamkeit der Druckluftströme erreicht wird.
Den Filterkörper kann bei den Filtern gemäss der Erfindung leicht eine solche Form gegeben werden, dass der Filterkuchen unter der Wirkung der Schwerkraft als Ganzes von denselben abgleitet, wenn die Druckluft die Adhäsion der Filterkuchenmasse an der Filterfläche aufhebt.
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Der Querschnitt der Filterkörper in einer Ebene parallel zur Achse der Maschine kann kreisförmig, oval oder vieleckig, z. B. rechteckig. sein. Filterkörper mit länglichem, z. B. ovalem oder rechteckigem Querschnitt können in der Art in der Maschine angeordnet sein. dass die 'grössere Abmessung des Querschnittes parallel zur Richtung der Achse der Maschine oder rechtwinkelig oder auch im schiefen Winkel dazu liegt. Zur Filtrierung von dickem Schlamm können die Filterkörper von länglichem Querschnitt so zur Drehachse angeordnet sein, dass die kurze
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Hohlraum herum, der mit einer Fordereinrichtung ausgerüstet ist. auch noch Einrichtungen zur Befestigung der Filterkörper und zur Entfernung der Filterkuchen von den Filterfläehen.
Der Erfindungsgegenstand ist auf den Zeichnungen in drei beispielsweisen Ausführung-.- formen veranschaulicht. Fig. 1 und 2 zeigen im lotrechten Längsschnitt bzw. im Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 ein Vakuumfilter gemäss der Erfindung.
Fig. 3 und 4 veranschaulichen ebenfalls im lotrechten Längsschnitt bzw. im Querschnitt
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bei der die Filterkorper nicht mit ihren äusseren Enden an einer Trommel, sondern mit ihren inneren Enden an einem oberhalb eines Troges gelagerten Drehgestell befestigt sind.
Fig. 5 veranschaulicht die dritte Ausführungsform in einem lotrechten Längsschnitt.
Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform des Filters nach der Erfindung bezeichnet 7 eine Trommel, die an ihren Enden mit Böden 2 und 3 versehen ist. und die einerseits mittels eines Laufringes 4 auf Rollen 5 und anderseits mittels eines Stutzens 6 in einem Lager 7 ruht. Der Antrieb der Trommel erfolgt durch ein auf der Zeichnung nicht dargestelltes Zahnritzel, das in die Verzahnung eines Zahnkranzes 7', der die Trommel 1 umschliesst, eingreift. Mit 8 sind mehrere Filterkörper von rechteckigem Querschnitt bezeichnet. die in der Trommel radial so angeordnet sind, dass die längere Querschnittsseile quer zur Drehachse des Filters liegt. Die Filterkörper lassen einen mittleren Raum frei, in welchem sich eine Fördereinrichtung 9 befindet.
Gemäss dem dargestellten Beispiel besteht das Förderorgan aus einem endlosen gelochten Rost oder netzförmigen Band. durch das bei der Abführung der Feststoffe zugleich überschüssige Flüssigkeit hindurchfliessen kann.
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Material, oder auch aus übereinandergeschichteten Streifen aus Metall. Papier oder anderm geeigneten Material, wobei die Kanten der Streifen als Filterfläche dienen. Das Innere des
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Filterkörpers geführt ist. und dureh ein Druckrohr 12, das nur die obere Abschlusswand des Filterraumes durchsetzt, abwechselnd unter Vakuum und unter Druck gesetzt werden.
Die Saugrohre 11 und die Druekrohre 12 jeder Reihe von Filterkörpem. die in der Achsenrichtung hintereinanderliegen, sind je an ein Hauptsaugrohr 13 bzw. an ein Hauptdruckrohr 14 angeschlossen, wobei die Hauptsaugrohre und Hauptdruckrohre durch den Lagerstutzen 6 am Ende der Trommel hindurch nach aussen zu einem Luftverteiler 15 von bekannter Art geführt sind, der z. B. die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung aufweisen kann. Dieser Luft- Verteiler ist auf einen Bolzen 16 aufgesetzt, der mit dem Stutzen 6 fest verbunden ist, und wird durch eine Feder 17 gegen die Stirnwand des Stutzens 6 gepresst. Der Luftverteiler 15 ist fest angeordnet und die Stirnwand des Stutzens 6 ist an den Stellen, an denen die Rohre 14 münden. durchbohrt.
Dem Luftverteiler wird Druckluft durch ein Rohr 18 zugeführt. während ein Kanal 19 des Luftverteilers an eine Saugluftquelle angeschlossen sein kann.
Die Kanäle 13, 14 werden bei der Drehung der Trommel 1 nacheinander an die Leitungen 18. 19 angeschlossen.
Das Filter arbeitet wie folgt : Während der Drehung der Trommel 1 werden dip Reihen von Filterkörpern S, die an die gleichen Rohre 13 und 14 angeschlossen sind, nacheinander unter Vakuum gesetzt, sobald sie in die Schlammasse eingetaucht sind. Jedem Filterkörper lagert sich dann auf der Aussenseite ein Filterkuchen an : die Saugwirkung hält jedesmal noch
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ist. wodurch weitere Flüssigkeit aus dem abgeschiedenen Filterkuchen durch Hineinsaugen in den Hohlraum des Filterkörpers entfernt wird.
Die zur Wirksamkeit gebrachte Saugluft kann schrittweise so verstärkt werden, dass zunächst mit geringem Vakuum, dann mit verstärktem Vakuum und schliesslich mit noch weiter verstärktem Vakuum gearbeitet wird, nachdem die Filterfläche unter dem Einfluss der Drehung der Trommel aus der Schlammasse heran". gehoben ist.
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Wenn'eire Reihe von Filterkürperu unter dem Einfluss der Drehung der Trommel ungefähr in die Hochstellung gelangt ist, dann wird Druckluft durch das Druckrohr 1,'2 zugelassen und die dann gegen den Boden des Filterkörpers vordringende Luft hläst die in den Filterkörpern enthaltene Flüssigkeit durch das Saugrohr 11 wieder aus. Gleichzeitig wird durch den inneren Druck die Adhäsion zwischen dem Filterkuchen und der Filterfläche verringert oder aufgehoben.
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in der Stirnwand des Stutzens 6 an den MÜndungen der Kanäle 18, 19, wie dies auch sonst bereits bekannt ist.
Die besondere Form der Filterkörper unterstützt die Loslösung der selbst nach Einwirkung des Druckluftstromes noch etwas zusammenhängenden Filterkuchenmasse von der Filterkörperwand unter dem Einfluss der Schwerkraft. so dass der Kuchen leicht und rasch abgleitet und auf das Förderband 9 gelangt. Die kleine Menge Flüssigkeit, die noch im Filterkörper zurückgeblieben ist, wird durch die Druckluft aus den Poren des Filters herausgetrieben, wodurch die Filterfläche gereinigt wird. Falls hiebei grössere Mengen Flüssigkeit in die abgeschiedene Feststoffmasse überführt weiden sollten, kann der Hohlraum der Filterkorper einer Saugwirkung ausgesetzt werden, unmittelbar nachdem sich der Filterkuchen abgelöst hat.
Hiedurch wird der Übertritt grösserer Flüssigkeitsmengen in die Feststonmasse durch die Filterfläche verhindert.
Um von der abgeschiedenen Feststoffmasse die Flüssigkeit zu entfernen, welche durch die Filterwände hindurchgetrieben wird, kann das Förderband 9 durchbrochen ausgebildet sein. so dass die Flüssigkeit ablaufen und sich mit der Schlammasse im unteren Teil des Trommel- raumes vereinigen kann.
Fig. 3 und 4 veranschaulichen eine andere Art der Anordnung der Filterkörper in einem
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mit ihrem Trägergestell nicht an ihren äusseren Enden wie gemäss den Fig. 1 und 2, sondern mit ihren inneren Enden verbunden. Nach dem Beispiel wird der Träger für die Filterkörper
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geeigneten Stellen ihrer Seitenwände befestigt sein.
In Fig. 5 ist ein Drucksslter gemäss der Erfindung veranschaulicht. Die Filterkörper 8 sind in diesem Fall in einer geschlossenen Trommel 24 untergebracht. die mittels an ihren beiden Enden vorgesehener Stutzen, 2J.. 26 gelagert ist und durch ein auf der Zeichnung nicht dargestelltes. in einen Zahnkranz 27 eingreifendes Ritzel angetrieben wird. Der zu filternde Sehlamm und ausserdem Druckluft wird in das Innere der Trommel durch ein zentrales Rohr 28 eingeführt, das den Stutzen 25 durchsetzt. Die gefilterte Flüssigkeit verlässt die Trommel durch Rohre 29. die in Verbindung mit dem Inner'aux der Filterkörper stehen.
Die Flüssigkeit läuft durch ein Rohr 30 ab, das an einen Verteiler 15 von der in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 erläuterten Art vorgesehen ist, die auch in diesem Falle durch Federn 17 gegen die Stirnfläche des Trommelstutzens 26 gepresst wird. Durch den Verteiler 15 und die Druckluftleitllngen M, 32 können die Hohlräume der Filterkörper an eine Druckluftanlage angeschlossen werden.
Die Fördervorrichtung wird gemäss der Zeichnung von einem Schneckenförderer gebildet, der durch eine Riemscheibe 33 oder ein Zahnrad angetrieben wird. die auf das hohle Zuführungsrohr 28 aufgesetzt ist. Das Auslassrohr des Schneckenförderers 9 ist durch eine von einem Gewicht belastete Klappe 84 abgeschlossen, die sich nur dann öffnet, wenn der Druck der Feststoffmasse den Innendruck in der Trommel übersteigt. Die Klappe 34 kann auch durch eine Feder oder durch einen unter Luftdruck stehenden Kolben belastet sein.
Das Filter arbeitet genau so wie das vorstehend beschriebene Vakuumfilter, jedoch mit dem Unterschied. dass, anstatt den Innenraum der Filterkörper unter Vakuum und den Aussenraum unter Atmosphärendruck zu setzen, der Aussenraum einem gewissen Überdruck unterworfen und der Innenraum lediglich dem Druck der Aussenluft ausgesetzt wird.
Das Fortblasen des Filterkucheus erfolgt, währenddessen der den Kuchen tragende Filterkörper sich in der Hochstellung befindet, dadurch, dass der Innenraum des Filterkörpers mittels des Druckrohres 3. 8 einem Druck ausgesetzt wird, der den im Innern der Trommel herrschenden Druck übersteigt. Dabei kann in genau der gleichen Weise, wie mit Bezug auf das Vakuum beschrieben, dafür Sorge getragen werden, dass die Flüssigkeitsmenge, die durch die Filterfläche nach aussen beim Abblasen des Filterkuchens gepresst wird. auf ein beliebig geringes Mass herabgesetzt wird.
Es kann zweckmässig sein. den Filterkörper während der Bildung des ersten Teiles des Filterkuchens auf der Oberfläche des Filterkörper keinem grossen Druck auszusetzen. Der
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gewissen Gegendruck unter Verwendung des Verteilers 15 ausgesetzt wird, so dass die Druckdifferenz einen vorher bestimmten entsprechenden Wert, z. B. /4-l/a Atm., nicht übersteigt. Wenn der Filterkuchen eine gewisse Dicke erlangt hat, dann wird dieser Gegendruck entweder
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werden, oder es kann die Druckdifferenz dadurch erhöht werden, dass der Hohlraum des Filterkörpers mittels der Rohre 29, 30 unter Vakuum gesetzt wird.
Um zu vermeiden, dass Luft durch die Filterfläche in dem Zeitabschnitt hindurchgeht. der zwischen der Hochstellung der Filterkörper und dem Untertauchen derselben in der Schlammasse liegt, kann das Innere der Filterkörper einem Gegendruck während dieses Zeitraumes ausgesetzt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Drehfilter zur Filtration von Schlamm oder ähnlichen Massen, gegebenenfalls unter Vakuum oder Druck, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl Filterkörper radial oder wesentlich radial um die Drehachse so angeordnet sind, dass sie einen die Achse umschliessenden Raum freilassen, in dem eine Fördervorrichtung für das durch die Filtrierung entwässerte Gut angeordnet ist.