Filterpresse mit Filterrohren.
Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet eine Filterpresse, welehe dazu bestimmt ist. grössere stark mib festen, Stoffen durch- setzte Flüssigkeitsmengen, die aus einem Vorratsbottich zugepresst werden, zu klären und die festen Stoffe aus ihnen zu gewinnen, die periodiseh aus der Presse ausgeworfen werden, mit kerzenf¯rmigen Filterrohren, bei welcher die Filterrohre in einer unter halb der Behälterdecke befindlichen Doppel- wand befestigt sind, welche QuerkanÏle f r abfliessende Klarflassigkeit und Durchstrom- locher fiir in Richtung der Filterrohre ge führte, zum Teil zum Vorratsbottich zurüek flie?ende Rohflüssigkeit besitzt.
Der Erfindungsgegenstand soll hauptschlich als Grossleistungsfilter in der ge samten chemischen und Farbenindustrie, in der Papier- und Zellstoffindustrie. in der Wein-, Zucker-und Alkoholindustrie, in der Ton-und Porzellanindustrie, in der Kali- industrie und zur keimfreien Filtration von Trinkwasser Verwendung finden.
Die bisherigen Filterpressen mit senk reehten ilterrohren zeigen infolge ihrer
Bauform und Betriebsweise versehiedene Ubelstände ; insbesondereerfolgtdieKuchenbil- dung a. uf den Filterohren ungleich ; ferner fal- len stärkere Kuchen stellenweise vorzeitig ab, während andere Euchenstücke beim. Einlassen der rückwirkenden Pressluft nicht abgeworfen werden.
Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Ubelstände und gestattet unter Anwen dung eines vorzugsweise aufsteigenden, die
Filterrohre lÏngs und gleichmÏ?ig besp lenden Flüssigkeitsbewegung die Bildung gleichmässig starker Kuchen, die bei bevor zugter Ausführungsform erst in einer
Schichtstärke von 15 bis 30 mm na. ch Ab lassen der im Behälter befindlichen Rohflüs- sigkeit und Aufklappen des Behälterbodens als schalenf¯rmige Masse mit geringem Feuchtigkeitsgehalt abgeworfen werden. In gleicher Weise erfolgt bei der Oberflächen- waschung der Filterrohre die Bespülung der Rohre allseitig gleichmÏ?ig.
Die Presse ge mÏ? der Erfindung wird hauptsächlich als Grossra. umpresse ausgeführt und ist daz, bestimmt, grössere, stark mit festen Stoffen durchsetzte Flüssigkeitsmengen zu klären bezw. die festen Stoffe aus ihnen zu gewinnen, die periodisch a. us der Presse ausgeworfen werden.
Die Erfindung ist in der Zeiehnung in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt, und zwar ist :
Fig. 1 ein senkrechter Schnitt durch die Presse in Richtung der obern Querkanäle 15 nach Linie A-B der Fig. 3,
Fig. 2 ein zu diesem Schnitt senkrechter Schnitt des obern Teils der Presse nach der Linie C-D der Fig. 3,
Fig. 3 ein horizontaler Sehnitt durch die Presse oberhalb der rohrtragenden Zwischenwand 9 nach der Linie E'-F der Fig. 2,
Fig. 4 ein horizontaler Schnitt durch die Presse in mittlerer H¯he nach der Linie G-H der Fig. 1,
Fig. 5 eine Unteransicht der Presse bezw. ihres aufklappbaren Bodens,
Fig. 6 ein Längsschnitt durch ein einzelnes Filterrohr,
Fig. 7 ein Querschnitt durch ein Filterrohr nach der Linie K-L der Fig. 6 und
Fig. 8 ein Längsschnitt durch einen einzelnen Filterring.
Die Filterpresse besitzt einen stehenden Behälter 1 von beispielsweise 2, 50 bis 3 m Hohe und 1, 60 m Durchmesser, in dessen lnnerem eine grosse Anzahl, zum Beispiel (in Abweichung vom gezeichneten Beispiele 60 am freien Ende geschlossene Filterrohre, auch Filterkerzen genannt, von etwa 2 m Länge und 120 mm äuBerem Durchmesser hä. ngen. Die den Filterrohren 2 geführt, flieBt dem Behäl- ter 1 durch einen ZufluBstutzentel 3 aus einer achsialen Öffnung 4 des konischen Bodens 5 zu und wird durch eine Durchstrom- l¯cher 6 besitzende Verteilungsplatte 7 über den ga. nzen Behälterquerschnitt gleichmässig verteilt.
Die kerzenförmigen Filterrohre 2 sind statt an der Behälterdecke 8 an einer unter dieser Decke befindlichen Zwischenwand 9 befestigt, die Burchströmlöcher 10 f r die Rohflüssigkeit besitzt. Diese Durchstrom- locher 10 ermöglichen einen gleichmäBig verteilten, den Filterrohren parallelen Durch- strom der Rohflüssigkeit durch den ganzen Apparat und haben, indem der Flüssigkeitsdruck aus dem Raum 11 auch auf die obere Seite der Rohrwand 9 wirkt, eine Entlastung der Rohrwand von dem bis auf etwa 6 Atmo- sphären steigenden Betriebsdruck der Presse zur Folge.
Eine vom Scheitel der Decke 8 achsial abgehende Leitung 12 mit einem Reguliervent, il 13 lässt während des Filterns dauernd Rohflüssigkeit zum Vorratsbottich der Rohfliissigkeit zurüekflieBen und hÏlt die Rohflüssigkeit im Behälter 1 in solcher Bewegung, da, eine Entmischung der Rohflüssigkeit, das heisst eine Absonderung der spezifisch schweren Beistoffe von den leich- teren nicht eintritt und die Kuchenbildung auf der ganzen Lä. nge der Filterrohre in gleichmässiger Mischung der Beistoffe erfolgt.
Die Filterrohre 2 sind in parallelen Reihen zum Beispiel f nf Reihen I bis V (Fig.
3) angeordnet. Zu jeder Reihe der Filterrohre gehort ein die Klärflüssigkeit der Filterrohre durch Auslassloeher 14 aufnehmen- der und zur Seite a. usleitender Querkanal 15.
Zwischen diesen Querkanälen 15 befinden sich auf Zwisehenfeldmitte benachbarter Filterrohre die einem Teil der Rohfl ssigkeit Abzug gewÏhrenden Durchstr¯ml¯cher 10. Gleichachsig mit den Durchstromlöchern 10 liegen die Durchströmlocher 6 der den Filterrohren 2 vorgelagerten Verteilungspla. tte 7. Sämtliche Querkanäle 15 sind auBer- halb des Behälters I an eine gemeinsame, ein Absperrventil 16 besitzende Rohrleitung 17 angescJilossen. In die Sa. mmelleitung 17 mündet eine-PreBluftleitung 18 mit einem Absperventil19.
Von der Pressluftleitung 18 führt ein Zweigrohr 18'mit Absperrventil 51 zur obern Deckenleitung 12 und ein Zweigrohr 18" mit Absperrventil 52 zum ZufluBstutzen 3', 3.
Die einzelnen Filterrohre 2 bestehen in bekannter Weise aus dem Ïu?ern, rohrförmi- gen Filterkörper, der aus übereinander ge schichteten Ringscheiben zusammengesetzt ist, einem innern Tragrohr 21 aus Eisen oder Metall mit einem Widerlagsbund 22 nahe seinem obern Ende und einer kappen- förmigen Verschluss-oder Spannmutter 23 am untern Ende. Die Befestigungl der Filterrohre 2 in der Rohrwand 9 wird durch eine kappenförmige Schraubenmutter 20 bewirkt.
Um nun den Filterrohren'die erforderliche grössere Festigkeit gegen innern Druck zu geben, sind die Filterscheiben als feste Ringe
25 (Fig. 8) aus einem steinartigen, porösen Material (Quarz, Kieselgur. Siliciumkarbid oder dergleichen oder aus einer Mischung der @ und ähnlicher Stoffe) hergestellt und durch Ringscheiben oder Ringe aus wi derstandsfähigem Material entlastet, welche hohe Spannungen aushalten,.
Als Armierungsmittel haben sich d nne
Ringscheiben 26 aus Zelluloid von 0, 3 bis l mm Diclie (Fig. 8) bewährt, welche in Zel- luloidlösung getaucht und alsdann warm auf die Stirnflächen der Filterringe a. ufgepresst wurden. An Stelle von Zelluloidscheiben können auch Ringscheiben aus Hartgummi, Bakelit, Pertinax aufgepresst, oder es kann Emaille oder Metall aufgespritzt werden ; iiberhaupt können widerstandsfähige Stoffe verwendet werden, welche unter dem ! Einfluss von Wärme und Druck in die Oberflächenporen des Filtermaterials einzudringen verm¯gen und beim Erkalten Bindekraft erlangen.
Bei ilterkörpern mit sehr kleinen Poren werden zweekmäBig durch Aufrauhen der Stirnflächen Vertiefungen künstlich geschaffen, in welche das Verstärkungsmaterial wurzelartig eindringt.
Ferner können in die Filterringe, also schon beim Einf llen der Filterringmasse in die Pressform, dünne, widerstandsfähige Ringscheiben oder Ringe eingelegt werden, welche mit einem Flussmittel, wie Glas, Emaille oder dergleichen, von zirka 1 bis 2 mm Dicke überzogen sind und sich infolge dieses Flussmittels während des Brennens mit dem Filtermaterial innig verbinden, oder ganz aus einem widerstandsfÏhigen Flu?mittel bestehen, zum Beispiel Ringe aus Glas, Hartgummi, Bakelit oder dergleichen.
Eine weitere Eigenart der Filterrohre besteht darin,, dass das innere Tragrohr 21 im Bereiche der keramischen Filterwand keine Durchla?¯ffnungen f r abflie?ende Klarflüssigkeit (Filltrat) und für zur Filterreini gung dienende PreBluft hat. Der Übertritt von Klarflüssigkeit bezw.
r ckwirkender Pressluft erfolgt vielmehr durch a. m untern Tragrohrende befindliche Locher 30 in einer besonderen, den ringförmigen Zwischenraum 28 zwischen Filterkorper und Tragrohr nach unten verlängernden Kammer 29, die aus Me tajll, Hartgummi oder einem andern wider standsfähigen Stoff besteht und h¯here Drücke und Pressluftstosse ohne jede Form änderung aushät. Die StöBe der Pressluft werden von der starren Kammerwand 29 aufgefangen und gebrochen, die Strömungs- richtung der Pressluft in die Rohrrichtung und da. mit achsial zur innern Filterfläche umgelenkt. Das obere Ende der Kammer 29 ist durch kurze, am Tragrohr befestigte Metall- leisten 31 zentriert.
Die Filterringe 25 sind durch elastische Längsleisten 33 aus Gummi oder dergleichen gegen das innere Tragrohr 21 abgest tzt, die in am Tragrohr befestigte, nutenförmige Lager eingelegt sind (Fig. 7), Ferner sind zwischen die Filterringe 25 oder nach je mehreren Filterringen in einem Hochstabstande von zirka 40 mm d nne, elastisehe Ringseheiben aus Klingerit, Gummi oder der gleich. en gelegt (nicht dargestellt). Die elastisch nachgiebige Lagerung der Filterringe gibt den Filterkerzen eine gewisse Elastizität in sich und mildert dadurch die Beanspruchung, welche das Filtermaterial beim äussern Waschen der Filterrohre durch seitliche Schwingungen erleidet.
Um am Schlusse einer Arbeitsperiode die abgeworfene K'uchenmasse aus der Presse herauszulassen, ist der Behälterboden 5 auf klappbar eingerichtet und mit einer an sich bekannten Verschlu?vorrichtung versehen.
Am Mantel 1 der Presse ist ein Tragarm 38 befestigt, an welchem zwei zweiarmige He- bel 39 angelenkt sind. Das innere Ende dieser Hebel 39 trÏgt drehbar den Pressenboden 5, das ä. ussere Ende ein in der Zeichnung weggelassenes Gegengewicht. Die Drehbarkeit des Bodens auf den Trag- und Schwenkarmen 39 ist durch eine die Arme verbindende Querstange 40 eng begrenzt, welche mit Spielraum durch eine Öse 42 des Bodens 5 hindurchgeht.
Der Verschluss'des Bodens 5 erfolgt un- ter Mitwirkung einer in den Verbindungs- flanschen liegenden Dichtung durch einen drehbaren Ring 45, durch dessen Bajonett- verzahnung 46 die Randzahne 47 des Bo- dens 5 aus-und eingeführt werden. Den Anpressdruek des Bodens an den Behälter bewirken am Verriegelungsring befindliche Keile 48, die von vier hydraulischen Press- zylindern 49 mit Doppelwegkolben unter Mitwirkung entsprechender Zwischenorgane bewegt werden.
Die Verbindung der Zuflussleitung der Rohflüssigkeit mit der Presse ist so eingerich- tet, dass das Offnen und Schliessen des aufklappbaren Bodens 5 auch erstgenannte Rohrverbindung unterbricht bezw. wiederherstellt.
7Lu diesem Zweek ist der letzte Teil der Zu flussleitung gemäss Fig. l bügelformig ge- staltet, in Hoche des Bodenspaltes geteilt und an der Teilstelle mit Flansehen 43, 44 versehen. deren einer einen eingelegten Dichtungsring, der andere eine vorstehende, gegen den Dichtungsring drückende Feder besitzt.
Der untere, U-f¯rmige Teil 3 des Zuflussstutzens sitzt fest am m Pressenboden 5 und macht dessen Bewegungen mit,, der obere Teil 3'sitzt am unbeweglichen Ma. ntel der Presse und dient als AnschluB'organ für verschiedene mit dem Teil 3 zu. verbindende Leitungen, wie Leitung 54 mit Absperrventil 55, Leitung 56 mit Absperrventil 57, Leitung 58 mit Absperrventil 59, Leitung 60 mit Absperrventil 61 und Leitung 18"mit Absperrventil 52. Beim Schliessen der Presse wird durch den achsial wirkenden Keilverschluss des Pressenbodens zugleich a. uch der erforderliche Pressdruck in der Flanschverbindung 43, 44 erzeugt.
Die Arbeits-und Betriebsweise der beschriebenen Filterpresse ist im wesentlichen folgende : Während des Filterns ist das Absperrventil 16 der Abflussleitung 17 fiir Klarfl ssigkeit (Fig. 1) offen und das Pressluftventil 19 geschlossen. Die im Druckbehälter 1 stehende Rohflüssigkeit filtriert an den Filterrohren 2 und fliesst als Klarfliissigkeit durch die innern Tragrohre 21 die Querkanäle 15 und die Leitung 17 durch Ventil 16 ab. Ferner fliesst Rohflüssigkeit unfiltriert in dem Ma?e durch die Decken- leitung 12 zum Vorratsbottich zurück, wie das in dieser Leitung befindliche Ventil 13 entsprechend seiner der Natur der Rohfli s- sigkeit angepassten Einstellung geöffnet ist.
Hat der Kuchena. nsatz eine Dicke von 1 bis 30 mm erreicht, so wird zunächst die Rohflüssigkeit aus dem Behälter 1 entfernt Zu diesem 7'week wird bei geschlossenem Ventil 13 aus der Pressluftleitung 18' durch das Deckenrohr 12 Pressluft in den Bellälter 1 geleitet, welche die im Behälter befindliche Rohflüssigkeit durch die Leitung 3, 3', 57 nach dem Vorratsbottich zur ckdr ckt. Diese Druckluft dringt durch die'Kuchen und die porösen Filterk¯rper auch in die Filterrohre 2 und drückt das in ihnen stehende Filtrat t durch die innern Tragrohre 21, die Quer kanäle 15 und die Filtratleitung 17 fort.
Beim Ubergang von der Filterung zum Entleeren des Behälters 1 wird, solange sich nach Rohfl ssigkeit im BehÏlter befindet, dauernd ein'CTberdruck im Behälter gehalten, um einen Abfall der Kuchen ru verhindern.
Ist alle Rohflüssigkeit aus dem Behälter I entfernt, so wird sein Boden 5 entriegelt und aufgeklappt, das Ventil 16 der Filtratleitung 17 geschlossen und das Absperrventil 19 der Pre?luftleitung 18 geöffnet. Die Press- luft str¯mt durch die Leitung 17, die Q. uerkanÏle 15 und die Tragrohre 21 in die Filterrohre 2, dringt durch die Filterwände nach aussen,lost die anhaftenden Kuchen und reisst sie auseinander, so da. ? die ganze Kuchenmasse abfällt und die Presse durch die offene Bodenoffnung verlässt. Alsdann wird der Ho- den 5 wieder zur Schliessstellung hoch- geschwenkt und verriegelt, durch Leitung 55, 3', 3 von neuem Rohflüssigkeit eingelassen und mit der Filtration fortgefahren.
Sollen die an den Filterrohren sitzenden Kuchen mittelst Wasser oder einer andern Fl ssigkeit ausgelaugt werden, so wird nach dem Hinausdrücken der Rohflüssigkeit Aus- laugeflüssigkeit aus der Leitung 58 durch den Zuflussstutzenteil 3 unter Wahrung eines Luftüberdruckes eingepumpt, und es verlä-uft die Auslaugung in der gleichen Weise wie die Filterung. Naeh vollendeter Auslaugung wird die im Behälter 1 befindliche Aus laugeflüssigkeit in ihrem Vorratsbottich zurückgedrückt.
Um die Filterrohre arbeitsfähig zu erh. alten, ist eine häufigere Reinigung derRohre notwendig. Dies geschieht nach jedem Ar beitsgang zum Teil durch die in die Filterrohre stossweise eingelassene PreBluft, welche die au?en anhaftenden Euchen abwirft.
Ferner erfolgt nach mehreren Betriebsstun- den eine 5 bis 10 Minuten da-uernde Waschung der Ïu?ern UmflÏche der Filterrohre. Zu diesem Zwecke wird aus einer Leitung 60 durch Zuflussstutzen 3', 3 Spülwasser in den Pressenbehälter 1 eingeleitet und darauf bei geschlossenem Ventil 16 Pressluft aus der Leitung 18"durch Zuflussstutzen 3', 3 eingeblasen, welche durch die gelochte Verteilungsplatte 7 gleichmässig auf die Zwi- schenräume der Filterrohre verteilt wird, hochschiesst, das Spülwasser in wirbelnde Pewegung setzt und dadurch die Filterrohre von fest ansitzenden Stoffen befreit.
Gleich- zeitig wird bezw. kann sto?weise aus der Leitung 18 Pressluft in die Filterrohre 2 eingelassen werden, um in den Porengängen der F'ilterkörper sitzende Schlamirteilchen bei äusserer Anwesenheit von Wasser heraus- zublasen. Die Luft entweicht drucklos durch clie Locher 10 der obern Zwischenwand und die Deckenleitung 12 nach aussen.