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Membran-Filterpresse
Die Erfindung bezieht sich grundsätzlich auf eine Membran-Filterpresse, bei welcher das Pressgut mittels eines in einer lotrechten Ebene angeordneten Filters und mittels einer von einem Druckmittel beaufschlagten Membran von Flüssigkeit getrennt und verdichtet wird und sieht vor, dass zwischen den einen zylindrischen Querschnitt aufweisenden Trägern für die Membran und für das Filter zwecks Entnahme des Filterkuchens ein Spalt hergestellt wird, dessen Breite mehr als die Dicke des Filterkuchens beträgt.
Der Spalt zur Entnahme des Filterkuchens kann dadurch hergestellt werden, dass der Membranträger feststehend und der Filterträger zum Zwecke des Öffnens und Schliessens des Filters in einem feststehenden zylindrischen Führungsteil relativ zum Membranträger axial verschiebbar ist, oder dadurch, dass der Filterträger feststehend und der Membranträger zum Zwecke des Öffnens und Schliessens des Filters in einem feststehenden zylindrischen Führungsteil relativ zum Filterträger axial verschiebbar ist.
Weiters sind der Membranträger und der Filterträger in einem festen Abstand voneinander angeordnet, wobei der Spalt für die Entnahme des Filterkuchens durch einen Ringkolben überbrückt wird, der im Membranträger oder im Filterträger angeordnet ist und durch ein Druckmittel vor-und zurückbewegt wird. Zweckmässigerweise werden mehrere, je ein Filter und eine Membrane aufweisende Pressenelemente in axialer Richtung hintereinander angeordnet.
Diese Membran-Filterpressen dienen dazu, Gemische aus flüssigen und festen Stoffen, vorzugsweise Torfsuspensionen, durch Druckfiltrierung und anschliessende Auspressung des Filterkuchens möglichst weitgehend zu trennen. Sie besitzen zur Erfüllung dieser Aufgabe zwei abgeschlossene Arbeitsräume, deren Scheidewand durch eine elastische Membran gebildet wird.
In den Filterraum zwischen Membran und Filterfläche wird im ersten Arbeitsgang die Dispersion unter Druck eingefüllt, wobei sich die Membran durch elastische Dehnung von der Filterfläche entfernt, bis sie durch eine Stützkonstruktion abgefangen wird. Die Füllung ist beendet, wenn die Menge des abflie- ssenden Filtrates wegen des stetig wachsenden Filterwiderstandes eine wirtschaftliche Grenze unterschreitet.
Im nächsten Arbeitsgang wird ein Druckmedium, z. B. Wasser, in den zweiten Arbeitsraum geleitet.
Es schiebt die Membran gegen den Filterkuchen und presst ihn dadurch aus wie einen Schwamm. Wenn kein Filtrat mehr abfliesst, wird das Druckmedium aus dem Pressraum abgelassen. Der Filterkuchen haftet lose an der Filterfläche, die Membran liegt auf dem Filterkuchen nur noch unter ihrer elastischen Eigenspannung oder ist von ihm abgehoben.
Die Entnahme des abgepressten Filterkuchens lässt sich am einfachsten durchführen, wenn man die Filterfläche senkrecht anordnet, so dass der Filterkuchen nach Öffnung der Presse durch sein Eigengewicht abfällt. Diese Art der Entleerung ist jedoch nur dann zuverlässig durchführbar, wenn der sich ablösende Filterkuchen auf seinem Wege keine Hindernisse vorfindet. Deshalb muss der gesamte Öffnungsspalt der im wesentlichen einerseits von der Filterfläche, anderseits von der Membran begrenzt wird, glatte und ebene Wände aufweisen. Alle Konstruktionselemente, die die Filterfläche oder die Membran tragen bzw. das Öffnen und Schliessen der Presse bewirken, müssen dieser Forderung entsprechend gestaltet sein.
Es ist erstrebenswert, möglichst grosse Durchsatzleistung je Presse unterzubringen. Das bedingt eine grosse Filterfläche. Da mit hohen Drücken gearbeitet wird, muss aus Gründen der Gewichtsersparnis für das Gehäuse eine zylindrische Form gewählt und die Filterfläche, wie üblich, unterteilt werden. Man kommt so zu der erwähnten Bauweise, bei der gleichartige Pressenelemente aneinandergereiht und durch geeignete Endstücke zu einer Presse vervollständigt werden.
Diese Aufteilung empfiehlt sich noch besonders aus einem andern Grunde. Membran und Filterbespannung sind erfahrungsgemäss die empfindlichsten Bauteile von Membranpressen. Tritt eine Beschädigung ein, so wird sie sich im allgemeinen auf ein Element beschränken, während die übrigen intakt bleiben. Es ist von entscheidendem Vorteil, wenn der Ersatz eines beschädigten Elementes so leicht und schnell durchgeführt werden kann, dass der Produktionsausfall klein gehalten wird.
Das wird gemäss der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, dass die Pressenelemente mittels drei lösbar mit ihnen verbundener Lagerstützen, die am Umfang der als Rahmen ausgebildeten Filter- bzw.
Membranträger angreifen, an den Zugankern der Filterpresse befestigt sind, wobei zwei der Lagerstützen in zueinander und zu den Achsen der Zuganker parallelen Ebenen liegende Anlageflächen für den Filter-
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bzw. Membranträger aufweisen, deren Abstand voneinander den Aussendurchmesser des Filter- bzw. Membranträgers übertrifft, während die Anlagefläche der dritten Lagerstütze rechtwinkelig dazu und parallel zur Zugankerachse verläuft und dass die mit den Kanälen innerhalb der Pressenelemente in Verbindung stehenden Versorgungsleitungen an eine oder an mehrere der Lagerstützen angeschlossen und mit diesen fest oder lösbar verbunden sind.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es stellen dar :
Fig. 1 die Ansicht in axialer Richtung auf ein Pressenelement mit zugehörigen Befestigungsteilen, teilweise im Schnitt und
Fig. 2 eine Ansicht des Pressenelementes senkrecht zur Darstellung nach Fig. 1, u. zw. im oberen Bereiche des Pressenelementes im senkrechten Mittelschnitt.
Fig. 3 stellt eine Seitenansicht einer aus mehreren Einzelelementen zusammengesetzten Presse dar.
Die Fig. 4 zeigt eine Steueranordnung und
Fig. 5 ein Steuerdiagramm.
Die einzelnen Pressenelemente, von denen in den Fig. 1 und 2 nur je eines gezeigt ist, sind auf die drei Zuganker 101 aufgereiht und über druckfeste Endstücke beispielsweise durch Muttern zusammengehalten, die auf die Enden der Zuganker 101 aufgeschraubt werden.
In dem Ausführungsbeispiel enthält jedes Pressenelement einen Filterträger 102 mit der eigentlichen Filterfläche 103 und einen Membranträger 104 mit der Membran 105. Der Membranträger 104 ist als Ringkolben ausgebildet und in dem zylindrischen Teil des Filterträgers geführt, in dem er hydraulisch vor-und zurückbewegt werden kann. Die Presse wird geöffnet, wenn der Ringraum 106 an das Druckmedium angeschlossen und der Ringraum 107 entlastet wird, so dass der Membranträger 104, wie in Fig. 2 dargestellt, sich in den Filterträger 102 zurückbewegt ; sie schliesst sich, d. h. der Membranträger 104 wird ausgefahren, wenn der Ringraum 7 unter Druck gesetzt und der Ringraum Css entspannt wird.
Im ausge- fahrenen Zustand presst der Membranträger 104 den Dichtring 108 gegen den Filterträger 102 des jeweils linksseitig benachbarten Pressenelementes, so dass der Membranträger und der Filterträger des jeweils linksseitig benachbarten Pressenelementes einen Suspensionsraum zwischen sich einschliessen.
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um die Klarheit der Zeichnung nicht zu beeinträchtigen. Hängt man ein Pressenelement, das ausgewechselt werden soll, mit Hilfe der Ösen 113 an ein Hebezeug und löst die Schrauben 112 an allen drei Lagerstützen 109-111, so lässt sich das Pressenelement, bei eingefahrenem Membranträger 104, nach unten absenken, ohne dass andere Teile der Presse in Mitleidenschaft gezogen werden.
Die Lagerstützen 109 bis 111 des demontierten Elementes bleiben unverrückt an ihrer Stelle, so dass auch der Einbau des Ersatzelementes schnell und mühelos durchgeführt werden kann.
Die Versorgungsleitungen sind nicht direkt an jedem Pressenelement angeschlossen, sondern an einer oder mehrem der Lagerstützen 109-111. Im gezeigten Beispiel sind alle Versorgungsleitungen an der Lagerstütze 111 montiert Die Abdichtung der Durchführungskanäle nach aussen und gegeneinander kann durch Einlegen einer Flachdichtung zwischen Pressenelement und Lagerstütze 111, durch Rundschnurdichtungen oder durch O-Ringe erfolgen, die die einzelnen Durchführungsöffnungen konzentrisch umgeben und in vertiefte Nuten eingebettet sind.
Der Anschlussstutzen 114 führt die zu filtrierende Dispersion dem von dem Membranträger und von dem Filterträger zweier benachbarter Filterelemente eingeschlossenen Dispersionsraum zu, der Stutzen 115 das Filtrat aus dem Filtratraum 120 ab. Dem Pressraum 121 wird durch den Stützen 116 das Druckmedium zum Anpressen des Filterkuchens zu-, durch den Stutzen 117 abgeleitet. Die Stutzen 118 und 119 dienen zur Versorgung des Pressenelementes mit Hydraulikflüssigkeit zum Öffnen und Schliessen der Presse.
Diese Anordnung hat den Vorteil, dass beim Auswechseln eines Pressenelementes keine Rohrverbindungen gelöst und wieder befestigt werden müssen, so dass der Aus- und Einbau ohne Zeitverlust vorgenommen werden kann.
Die Führung der Kanäle 114 a-119 a innerhalb des eigentlichen Pressenelementes von den Durchbrüchen an der Trennfläche zwischen Pressenelement und Stütze 111 bis zu den einzelnen Arbeitsräumen, wie Filterraum zwischen Membran 105 und Filterfläche 103 bei geschlossener Presse, Filtratsammelraum120, Pressraum 121 sowie den Ringräumen 106 und 107 zur hydraulischen Bewegung des Membranträgers 104, bildet keinen Bestandteil der Erfindung.
Die Erfindung lässt sich sinngemäss auch dann anwenden, wenn die Achse der Membran-Filterpresse senkrecht angeordnet werden muss und die Austragung der Filterkuchen mit andern Mitteln als durch Schwerkraft erfolgt.
Fig. 3 zeigt in Seitenansicht eine aus sieben Einzelelementen zusammengesetzte Membran-Filterpresse, von der die Filterträger 102 und die Lagerstützen 109 und 111 und zwischen den Filterträgern die Membranträger 104 sichtbar sind. Die Einzelelemente werden zusammen mit den auf den Stützen 152 ruhenden Endstücken E durch die Muttern 151 zusammengehalten. Die Versorgungsleitungen 114, 116 und 118, 119 und 115, 117, die in Fig. 1 paarweise in gleicher Höhe nebeneinander liegend dargestellt sind, sind in Fig. 3 der Übersichtlichkeit halber übereinander angeordnet.
Vom Schaltpult S aus wird die Presse gesteuert.