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Druckfilter
Es sind bereits mit Einfachschnecken arbeitende Filterpressen mit Filterring- bzw. Filterscheibenstapel bekannt, bei denen ein in Richtung der Schneckenachse beweglicher feder- oder gewichtsbelasteter Ventilkegel als Schlammausgang dient. Ferner ist es bekannt, Schneckenpressen durch Kegelventile zu verschliessen, die mit Hilfe einer Schraube und einer Getriebevorrichtung nach Bedarf geöffnet werden können, wenn der Druck am Ende der Schnecke eine ausreichende Höhe erreicht hat.
Aus Aufschlämmungen, die weniger als 5000 Flüssigkeit enthalten, kann man die darin vorhandenen festen Bestandteile mit Hilfe von Schneckenpressen leicht abtrennen. Wenn der Gehalt an Flüssigkeit sich jedoch auf mehr als 5000, z. B. auf 60-9800'beläuft, dann lassen sich derartige Aufschlämmungen nicht mehr in wirtschaftlicher Weise mit dieser Methode von den flüssigen Anteilen befreien.
Es wurde gefunden, dass man auch dünnflüssige Aufschlämmungen, die 1-50% feste Anteile enthalten, mit Hilfe eines Druckfilters filtrieren kann, das gekennzeichnet ist durch zwei oder mehrere parallel angeordneten Förderschnecken, die das Gut entlang einer aus Lochblechen, Sieben und/oder Tüchern aufgebauten Filterfläche gegen die Auslassöffnung befördern und einen mit 1-50 kg/cm, vorzugsweise 5-20 kg/cm seiner wirksamen Fläche vorgespannten, in Richtung der Schneckenachse beweglichen, die Auslassöffnung verschliessenden Ventilkegel.
Durch Abänderung des gegen die Austrittsöffnung der festen Bestandteile ausgeübten Druckes kann man den Flüssigkeitsgehalt des abfiltrieren Materials beeinflussen. Durch den beweglichen Ventilkegel wird die Austrittsöffnung beim Stillstand des Druckfilters flüssigkeitsdicht abgeschlossen.
Die Schnecken bestehen zweckmässig aus korrosionsfesten, den hohen mechanischen Beanspruchungen gewachsenen Metallen, z. B. aus Stahl oder Stahllegierungen, insbesondere aus korrosionsfesten Stählen.
Es ist zweckmässig, wenn die Form der Förderschneckenenden dem verwendeten Verschlussorgan angepasst ist.
Die als Filterfläche geeigneten, gelochten Bleche, Siebgewebe, Filtertücher und andere flüssigkeitdurchlässige Schichten sind zweckmässig derart angeordnet, dass man sie bei Stillstand bequem gegeneinander austauschen kann.
Als von Flüssigkeiten abtrennbare Aufschlämmungen seien beispielsweise genannt : Polyäthylen und Kohlenwasserstoffe, wie sie bei der Polymerisation nach Ziegler entstehen, andere in Flüssigkeiten befindliche, feinverteilte Kunststoffe, wie Polystyrol, Polyvinylchlorid in Kohlenwasserstoffen, Wasser, Alkohol und andere Lösungsmittel. Auch Kaolin-Wasser-Aufschlämmungen kann man erfindungsgemäss weitgehend vom Wasser befreien.
Auf der Innenseite der als Filterfläche dienenden Siebe oder Lochbleche können flache Leisten (Stege) angeordnet sein, die parallel oder annähernd parallel zur Schneckenachse verlaufen und mit ihrer Oberkante bis dicht an die Aussenkanten der Schneckenwindungen heranreichen. Diese Leisten können beispielsweise nach Art der drallerzeugenden Züge eines Gewehrlaufes angeordnet sein.
Die Leisten halten unmittelbar auf der Siebfläche oder dem Filtertuch eine dünne Massenschicht zurück, die als Anschwemmfilter wirkt. Zwischen dieser Materialschicht und den innerhalb der Schneckenwindungen angesammelten festen Bestandteilen ist stets eine so ausreichende Reibung vorhanden, dass die Schneckenwindungen dauernd einen axialen Weitertransport der festen Bestandteile bewirken können.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Leisten an Stützringen befestigt sind, die den Schneckenraum umgeben und auf denen von innen die Filterfläche liegt. Diese wird vorteilhafterweise aus mehreren gewölbten Bahnen hergestellt, deren aneinanderstossende Kanten von den flachen Leisten überdeckt werden. Auf diese Weise lassen die Leisten sich zur Befestigung der Filterflächenabschnitte verwenden.
Die im wesentlichen achsparallelen Leisten können beispielsweise im Abstand von 60 oder 120 Bogengraden über den Umfang der Siebfläche verteilt und mit Stiften oder Schrauben auf den Stützringen befestigt sein. Diese Stützringe sind mit geeigneten Abständen über die Länge der Filterfläche verteilt.
Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass der Druck der auszutragenden festen Bestandteile in Richtung
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der Materialbewegung zunimmt, kann man den Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Stützringen in der Nähe der Austragsöffnung verringern.
Die Stützringe können an der Innenseite eines die Schnecken umhüllenden, mit Durchbrechungen ver- sehenen Hohlkörpers befestigt sein, u. zw. beispielsweise mittels Schraubenbolzen, die zugleich die Leisten und die Filterfläche festhalten. Die abgepresste Flüssigkeit tritt durch die Durchbrechungen des Hohl- körpers aus und gelangt so zur Abschlussöffnung.
Man kann über die Schneckenwelle auch eine hohl gebohrte Schnecke aus Polyäthylen oder ähnlichen
Kunststoffen schieben, die am Wellenende mit einer Verschraubung befestigt wird.
Wenn aus einer 10-40% Polyäthylen und 60-90% Kohlenwasserstoff enthaltenden Aufschlämmung beispielsweise ein Polyäthylen abgeschieden werden soll, das noch ungefähr 30-50% des flüssigen Kohlen- wasserstoffes enthält, dann muss der Druck gegen das am Schneckenende austretende Polyäthylen sich ungefähr auf 10-16 kg/cm belaufen. Durch Änderung des Druckes kann man die nitrierten festenBestand- teile sehr weitgehend von der Flüssigkeit befreien.
Die Zeichnungen erläutern Ausführungsbeispiele der Erfindung. In Fig. 1 ist in Form eines Längs- schnittes schematisch eine Druckfiltervorrichtung dargestellt, die mit einer Doppelschnecke ausgestattet ist.
Fig. 2 zeigt ebenfalls einen Längsschnitt durch eine mit Doppelschnecken ausgestattete Druckfiltervor- richtung. Fig. 3 zeigt die Anordnung der achsparallelen Leisten an einem Vertikalschnitt durch das
Schneckengehäuse nach Fig. 2.
Die Ausführungsfrom des erfindungsgemässen Druckfilters nach Fig. 1 hat ein Filtergehäuse 15 mit ovalem Querschnitt. Der Abschlusskegel 16 für den Austrag der abfiltrieren festen Bestandteile ist ebenfalls oval ausgeführt. Seine Spitze liegt zwischen den Enden der beiden Schnecken 17 und 18.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen Filterschnecke ist aus Fig. 2 und 3 ersichtlich.
In das Filtergehäuse 21 wird die zu behandelnde Aufschlämmung der festen Bestandteile durch einen
Zulaufstutzen 22 eingeführt. Im Gehäuseinneren 23 rotieren die Schnecken 24. Die Schnecken sind durch nicht gezeigte Kupplungen leicht auswechselbar mit den Antriebswellen 26 verbunden. Wenn die Filter- schnecken aus Kunststoff, z. B. aus hochmolekularem Polyäthylen, bestehen sollen, werden sie mit einer
Bohrung versehen, als Hülse auf die Verlängerungen der Antriebswellen 26 aufgeschoben und durch
Kupplungen und Verschraubungen befestigt.
In dem zwischen dem Filtergehäuse 21 und den Schnecken 24 liegenden Ringraum 31 ist ein Mantel- körper 32 als Siebkorb leicht auswechselbar angeordnet. Zwischen dem Aussenmantel dieses Hohlkörpers und dem Filtergehäuse 21 bleibt ein genügender Raum frei, durch den die abgepresste Flüssigkeit, die durch die Öffnungen 34 (Fig. 3) austritt, ungehindert der Auslauföffnung 33 zufliessen kann. Die Innen- seite des Mantels 32 ist mit Stützringen 35 versehen, zwischen denen sich verhältnismässig weite Zwischen- räume befinden. Die durch das Sieb 36 austretende Flüssigkeit fliesst zwischen die Ringe 35 und von dort in den Gehäuseraum 31. Von hier aus wird sie durch die Ablauföffnung 33 abgeführt.
Der gegenseitige Abstand der Stützringe 35 wird in Richtung der Austragsöffnung 43 zweckmässigerweise vermindert, damit der dort grösser werdende Siebdruck mit Sicherheit aufgenommen werden kann.
Die Filterfläche 36 besteht aus mehreren gewölbten Bahnen, die mit Leisten 37 und Verschraubungen 38 befestigt sind. Mit Hilfe der Leisten 37, die eine mässige Stärke besitzen und verhältnismässig dicht an den Aussendurchmesser der rotierenden Schneckenwindungen heranreichen, wird die Stärke des auf der
Siebfläche gebildeten Filterkuchens bestimmt. Auf diese Weise kann man die Durchsatzleistung des Filters beeinflussen und der jeweiligen Filteraufgabe anpassen.
Der Hohlkörper 32 (Siebkorb oder Siebträger) ist nur an seinen äusseren Enden 39 und 40 mit kurzen Führungsflanschen, deren Durchmesser verschieden sein kann, am Gehäuse abgestützt. Auf diese Weise lässt sich der Siebkorb 32 leicht ein-und ausbauen. Die Abdichtung gegen das Gehäuse 21 erfolgt durch die Dichtungsringe 42. Durch Aufschrauben des Kopfstückes 45 wird eine ausreichende Anpassung und Abdichtung der Siebfläche erreicht.
Die eigentliche Filterfläche lässt sich in verschiedener Weise ausführen und kann beispielsweise aus verhältnismässig dünnem perforierten Blech bestehen. Die rund oder schlitzförmig ausgebildeten Sieb- öffnungen sind nach aussen erweitert. Als Siebfläche kann man auch einen Stabrost verwenden, der aus miteinander fest verbundenen Längsstäben besteht, die enge Schlitze zwischen sich frei lassen. Diese Stäbe werden erfindungsgemäss achsparallel angeordnet. Hiedurch wird das Gleiten des Filtergutes in radialer Richtung verhindert und dessen axialer Längstransport unterstützt.
Zur Erzeugung eines ausreichenden Filterdruckes, wie er für einen trockenen Filterkuchen erforderlich ist, wird ein Kegel 46 mit einer Druckfeder gegen die Öffnung 43 des inneren Pressenraumes gedrückt.
An der gegenüberliegenden Seite ist der innere Pressenraum durch die Dichtung 41 abgedichtet.
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