Vollautomatische Kammerfilterpresse mit Haupt und Hilfszylinder und hydraulischem Presskolben. Die Erfindung betrifft eine vollautoma tische Kammerfilterpresse mit Haupt- und Hilfszylinder und hydraulischem Presskolben für verschiedene Produkte und besteht im wesentlichen darin, dass der Kolben bei Be ginn der Vorfiltration mit dem Rand des Zylinders abschneidet und durch den Hilfs zylinder unter entsprechendem Gegendruck gehalten wird, und nach Öffnen des Deckels den Kuchen mittelst des Hilfszylinders aus stösst.
Die Zeichnungen veranschaulichen eine beispielsweise Ausführungsform der neuen Filterpressmaschine; es zeigen Fig. 1 die Fil- terpressmaschine im Querschnitt, teilweise in Draufsicht, Fig. 2 in Rückansicht, Fig. 3 im Längsschnitt und in der Ansicht; Fig. 4 und 5 zeigen Einzelheiten eines Vorkammerrin- ges, Kolbens und Zylinders im Schnitt;
Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht und Fig. 7 eine Vorderansicht der Steuerorgane mit Nocken samt Kulissen und Rollen; Fig. 8 und 9 zeigen Einzelheiten einer Zeitsteuer antriebswelle in Draufsicht und Ansicht; Fig. 10 ein anderes Detail; Fig. 11 ist ein Längsschnitt durch eine Kupplung und Fig. 12 eine Ansicht derselben; Fig. 13 zeigt schematisch die Steuerungseinrichtung.
Die Filterpresse besitzt einen Zylinder 1 mit dem Deckel 2, der durch die auf Egzen- terwellen 3 sitzenden Verschlussklauen 4 in geschlossenem Zustande dicht angezogen wird.
Die Verschwenkung der Verschluss klauen 4 in die bezw. aus der Sperrstellung (Fig. 1) erfolgt durch die Stufenscheibe 5' mittels des Gestänges 5. Im Deckel ist ge genüber der Stirnfläche des Presskolbens eine Filterplatte angeordnet, der Zwischenraum zwischen beiden bildet die Filterkammer.
An der Rückseite des Zylinders ist der Hilfszylinder 6 mit dem Kolben 7 und dem Ventil 8 für die Steuerung des Eintrittes der hydraulischen Pressflüssigkeit, dem Ventil 8' für die Steuerung des Austrittes derselben, dem Überdruckventil 9, dem Belüftungsven til 10 und dem Regulierventil 11 (Fig. 3) zum Betätigen des hydraulischen Presskol- bens 12 durch die Kolbenstange 13 angeord net. Mit dem Regulierventil 11 kann der Druckausgleich und die Rücklaufgeschwin- digkeit des Kolbens beiläufig eingestellt wer den.
Auf der gleichen Seite des Zylinders liegt die Triebwelle 14 mit der Kupplung 15, durch welche die Triebwelle 14 selbsttätig absatzweise zu einer Umdrehung um jeweils 360 eingeschaltet wird. Auf der Welle 14 sitzen die Kulissensteuerungen 16, 17, 18., 21, 22, 24, die jeweils aus zwei Nocken a, zwei Kulissen b, den Rollen c und der die Verbindung mit den zu steuernden Teilen herstellenden Stange d bestehen (Fig. 6, 7).
Die Kulissensteuerungen steuern durch Vor- und Zurückschieben ihrer Kulissen b über nicht eingezeichnete Gestänge die von ver schiedenen Teilen der Presse zu bestimmten Zeitpunkten auszuführenden Bewegungen; die Steuerorgane 16 bewirken die Verdrehung der die Verschlusskla.uen 4 tragenden Exzen- terwellen 3;
die Steuerorgane 17 das Vor- und Zurückschieben des Deckels 2, die Steuerorgane 18 das Öffnen und Schliessen der Ein- und Austrittsventile 19 und 20 des Vorkammerringes 52 (Fig. 3), die Steuer organe 21 das Öffnen und Schliessen der Ven tile 8 und 8' (Fig. 3), die Steuerorgane 22 das Öffnen und Schliessen des Eintrittsven tils 23 für das Filtrat (Fig. 3),
die Steuer organe 24 die Betätigung des Abstreifers 25 zum Abstreifen des am Kolben 12 haftenden Kuchens. An der Rückseite des Zylinders 1 sind weiters die Zeitsteuerantriebswelle 26, die motorisch angetrieben wird, und das Wendegetriebe 27 montiert. Es kann auch ein umkehrbarer Motor für den Antrieb ver wendet werden. Die Zeitsteuerantriebswelle 26 ist an ihrem, dem Wendegetriebe abge kehrten Ende als Schraube 28 ausgebildet (Fig. 9) und trägt dort eine Schraubenmutter 29, die mit. der Stange 30 fest verbunden ist.
Bei der Drehung der Zeitsteuerautriebswelle 26 verschraubt sich die Mutter 29 und nimmt dabei die Stange 30 zu einer achsialen Be- wegung mit. An die Stange 30 ist die Schubstange 31 (Fig. 1) mit den Stellringen 32 zur zeitgerechten Schaltung des Wende getriebes 27 in Führungen 30' längsver schiebbar angeschlossen.
Auf die Stange 30 ist verstellbar und ein stellbar der Steuerarm 33 aufgeschoben, der mit dem Keil 34 fest verbunden ist und die kurze Zahnstange 35 trägt (Fig. 8, 9, 11, 12, 13). Auf der Zeitsteuerantriebswelle 26 sitzt verdrehbar der zweiarmige Hebel 36 (Fig. 9), an dessen einem Ende eine Rolle 36' ange ordnet ist, die auf der Stange 30 aufliegt und bei ihrer achsialen Verschiebung auf ihr und dem Keil 34 abrollt, wobei das andere Hebelende beim Heben und Senken der Rolle gesenkt und gehoben wird und dadurch mit einem mit ihm verbundenen geeigneten Or gan, z.
B. einer Zahnstange 36", die Ventile 37', 38', die den Aus- und Eintritt der hy draulischen Pressflüssigkeit in den Zylinder raum hinter dem Kolben 12 durch die Ka näle 37 bezw. 38 steuern, betätigt (Fig. 13). Durch Verstellen des Steuerarmes 33 mit Auflaufkeil 34 kann das Öffnen und Schlie ssen der genannten Ventile und damit der Zeitpunkt des Überganges von der Vorfiltra- tion zur hydraulischen Nacbpressung nach Wunsch eingestellt werden.
Die Kupplung 15 (Fig. 1 und 2), mittels welcher die Drehungsübertragung der Zeit steuerantriebswelle 26 auf die Triebwelle 14 absatzweise um jeweils 360 erfolgt, besteht aus den folgenden, in den Fig. 11 und 12 ersichtlichen Teilen: Auf der Zeitsteuer antriebswelle 26 sitzt lose das Ritzel 39 mit auf der Welle 26 eingekeilter Knagge 40, welches das Zahnrad 41, das lose auf der Welle 14 sitzt, antreibt. Das Zahnrad 41 besitzt seitlich vier Ausnehmungen 42.
Mit der Triebwelle 14 ist der Antriebsblock 43 fest verbunden, in ihm sitzt hebbar der Bol zen 44, der in eine der Ausnehmungen 42 eintreten und durch Federzug 45 aus ihr zu rückgezogen werden kann. Die Haube 46 mit fixiertem Auflaufkeil 47 sitzt gleichfalls lose auf der Welle 14 und ist durch Verbindungs hebel 48 und 49 mit dem auf der Welle 50 aufgekeilten Knaggenzahnrad 51 verbunden.
Bei Drehung der Welle 26 in der einen Rich tung wird der Steuerarm 33 mit der Stange 30 durch die Mutter 29 gegen das Klinken zahnrad 51 gezogen, wobei das Klinkenzahn rad 51 durch die bewegte Zahnstange 35 verdreht und die Haube 46 durch das Ge stänge 49, 48 und damit der fixe Auflauf keil 47 gehoben wird. Dadurch wird der Bol zen 44 durch die Feder 45 in eine der vier Ausnehmungen 42 des Zahnrades 41 < gezogen.
Das Zahnrad 41, welches durch das Ritzel 39 und dieses durch das fixe auf der Welle 26 sitzende Knaggenrad 40 getrieben wird, überträgt durch Vermittlung des Bolzens 44 und Antriebsblockes 43 die Kraft auf die Welle 14. Die still auf der Welle 14 sitzende Haube 46 hebt nach<B>360'</B> Umdrehung der Welle durch den Auflaufkeil 47 den Bolzen 44 aus der Ausnehmung 42 des Zahnrades 41, wodurch die Welle 14 zum Stillstand kommt.
Um den Zylinder 1 befindet sich der ver schiebbare Vorkammerring 52, welcher eine zirka 3 bis 20 mm tiefe Vorkammer 52' bil det, vor dem bei Beginn der Vorfiltration mit dem Zylinderrand flächengleich stehen den Kolben 12, welcher Ring 52 bei Beginn des Filterprozesses gleichzeitig die Abdich tung zwischen Zylinder 1 und Deckel 2 be sorgt. Die Abdichtung erfolgt durch den Druck der bei 19 (Fix. 3, 4, 5) eintretenden Flüssigkeit auf den Ring 52; das Zurück ziehen des Ringes 52 wird durch nicht sicht bare Federn bewirkt, nachdem der Ring vom Flüssigkeitsdruck wieder entlastet ist. 12' ist ein Ring zum Befestigen des Filtertuches am Kolben, 12" sind Dichtungsmanschetten.
An der Unterseite des Vorkammerringes 52 befindet sich der Filtrateintrittsstutzen 53 (Fix. 2 und 3) für die Druckleitung 54. In dieser sind das Rückschlagventil 55, vor die sem das zwangsläufig (durch das Steuer organ 22) gesteuerte Absperrventil 23 und das Regulierventil 56 eingebaut (Fix. 3).
Am Deckel 2 ist der Filtrationsauslauf- stutzen 57 (Fix. 3) angeordnet, welcher durch eine nicht sichtbare Schlauchverbin- dung mit dem Einlauf 58 (Fix. 10) in das Heberreservoir 59 in Verbindung steht. Hier erfolgt die Abscheidung der Trübe vom Blankfiltrat. Das Einlaufrohr 58 ist-durch ein vom Schwimmer 60 gesteuertes Ventil 61 abgeschlossen.
Der Schwimmer 60 ist ver stellbar und wird zweckmässig so eingestellt; dass das Ventil 61 in dem Augenblick ge schlossen wird, wenn die jeweils aus einem Arbeitsgang der Presse stammende Trübe durch das Rohr 58 in den Behälter 59 ge flossen ist. Vor dem Schwimmerventil 61 ist an das Einlaufrohr 58 das Überlaufrohr 62 angeschlossen, durch welches das Blankfil- trat, das nach Schliessen des Ventils 61 zu fliesst, in den .Trichter 63 geleitet wird.
Der Hebel 64 des Heberrohres 65 steht in Ver bindung mit dem Deckel 2, bei dessen Öff nen die Trübe jeweils aus dem Geberreser voir 59 entleert wird.
Um den Deckel 2 ist das endlose Filter medium 66 (Filtertuch oder Siebgewebe) (Fix. 2 und 3) über die Walzen<B>67,</B> 68, 69 und 70 geführt. Die Walze 71 wirkt als Druckwalze auf die Walze 70. Auf der Zeit steuerantriebswelle 26 ist das Kettenrad 72 aufgekeilt, das durch die Kette 73 ununter brochen die auf einer gemeinsamen Welle 67 festsitzenden Kettenräder 74, 75, 76 antreibt (Fix. 2). Das Kettenrad 75 treibt durch Kette 77 das Kettenrad 78 der Kupplung 79, welche in gleicher Weise wie die früher be schriebene Kupplung 15 wirkt, das heisst nur jeweils eine Drehung der angetriebenen Welle um<B>360'</B> zulässt.
Demnach kann auch die Transportwalze 70, deren Umfang gleich ist dem Innendurchmesser des Zylinders 1 (nicht gültig für die schematische Fig. 3), nur eine Umdrehung von<B>360'</B> machen, wo mit der vorher gereinigte Teil des Filter mediums 66 an die Stelle des nachfolgenden Filterprozesses gebracht wird.
Je nach der Art des Filtermediums wird dasselbe durch ein ununterbrochen rotierendes Bürstenband 80 mit oder ohne Wasserspülung gereinigt oder durch einen ununterbrochen vertikal auf- und abgehenden Saugstutzen 81, der mit einer Vakuumpumpe in Verbindung steht, mit oder ohne Wasserspülung gerei nigt. Das Bürstenband 80 oder der Saug stutzen 81 werden von dem Kettenrad 76 an getrieben.
Der Kuchenabstreifer, welcher teilweise in Fig. 3 dargestellt ist, besteht aus einem zweiarmigen Hebel 25, dessen einer Arm mit dem Steuerorgan ?4 auf der Triebwelle 14 verbunden ist und von diesem gesteuert wird. Beim Anheben dieses Armes durch das Ge stänge 25' senkt sich der andere Hebelarm mit dem an ihn gelenkig angeschlossenen, nicht gezeichneten Abstreifer auf den auf der Kolbenstirnfläche befindlichen ausge- pressten Kuchen und entfernt denselben vom Kolben.
Die Wirkungsweise der vorbeschriebenen vollautomatischen Filterpresse ist folgende: Das zu trennende Produkt wird durch eine Ma.ssepumpe durch die Druckleitung 54 durch die Ventile 56. 23 und<B>55,</B> durch den Stutzen 53 in den Raum zwischen Deckel und Kolben 12 gedrückt. Der so auf den Kolben 1? wirkenden Druckkraft wirkt als Gegendruekkraft der auf den Kolben 7 im Hilfszylinder 6 ausgeübte, nur während des Öffnens des Deckels ? unterbrochene hy drau- lische Druck entgegen.
Die Filtration setzt also sofort ein, wobei beispielsweise ein Druck von 5 l#:glcm= in der Filterkammer herrscht. Die Handregulierventile 56 und 11 gestatten dabei die weitestgehende Renulie- rung der Filtration. Die Dauer derselben und der darauffolgenden hydraulischen Nachpressung kann dabei in der früher be schriebenen Weise durch Einstellung der Steuerführung 33 auf der Stange 30, sowie der Stellringe 32 auf der Stange 31 entspre chend der gewünschten Umschaltung des Wendegetriebes reguliert werden.
Der in folge Auflaufens der Rolle 36' auf dem Keil 34 verschwenkte Hebel 36 bewirkt dabei das Öffnen und Schliessen der den Eintritt und Austritt der hydraulischen Pressflüssigkeit in den bezw. aus dem Zylinder 1 bei 37 bezw. 38 steuernden Ventile 37' bezw. 38'. Mit dem Einsetzen der höheren hydraulischen Nachpressung zufolge Offnens des Einlass- ventils <B>37'</B> und Eintritt der hydraulischen Pressflüssigkeit in den Zylinderraum hinter den Kolben 12 schliesst sich das Rückschlag ventil 55.
Damit ist die Zufuhr und Druck wirkung durch die 11lassepumpe unterbro chen, und es setzt die hydraulische Nach pressung des im Filterraum vorfiltrierten Produktes ein. Ist auch diese beendet, was in dem Augenblicke der Fall ist, als die Rolle 36' am Hebel 36 bei Rückbewegung der Stange<B>p</B> auf den Keil 34 aufläuft, wodurch der Hebel 36 verschwenkt und das Einlass- ventil 37' zum Eintritt bei 37 geschlossen und das Austrittsventil 38' beim Austritt 38 geöffnet wird,
so wird gleichzeitig durch die die Bewegtang der Steuerführung 33 mit inachenden Zahnstange 35 die Kupplung 15 eingeschaltet, welche nur eine volle Umdre hung der Welle 14 zulässt, um sich dann, wie beschrieben. selbsttätig wieder auszuschalten.
Während der vollen Umdrehung der Welle 14 wird aufeina.nderfolgend folgendes bewirkt: Durch das Steuerorgan 22 wird das Filtrateintrittsventil 23 geschlossen. Durch das Steuerorgan 21 wird das Ventil 8 für den Eintritt der hydraulischen Pressflüssig- keit hinter den Hilfskolben 7 geschlossen. das Ventil 8' geöffnet. Das Schliessen des Ventils 8 muss erfolgen, um das Öffnen des Deckels 2 zu ermöglichen, während durch das Öffnen des Ventils 8' der Druck im Hilfs zylinder aufgehoben wird.
Durch die Steuer organe 16 werden die Exzenterwellen 3 vor gedreht, durch die Stufenscheibe 5' der Dek- kel ? von den Klauen 4 freigegeben, durch die Steuerorgane 17 der Deckel vom Zy linder 1 abgehoben. Nachdem der Deckel 2 geöffnet ist, bleibt er entsprechende Zeit offen. Nunmehr wird das Ventil 8 wieder geöffnet, das Ventil 8' geschlossen und da mit der Kuchen durch den Druck im Hilfs zylinder 6 aus dem Zylinder 1 geschoben.
Das Steuerorgan 18 und die in der Zeich nung nicht sichtbaren Aus- und Eintritts ventile 19 und 20 des Vorkammerringes 52 öffnen das Ventil 20 bei Ausstoss des Ku chens und schliessen zugleich das Ventil 19. Während des Offenbleibens des Deckels be- tätigt das Steuerorgan 24 den Abstreifer 25 zum Abstreifen des am Kolben haftenden Kuchens. Ist der Kuchen entfernt, so wird durch auf der Zeichnung nicht sichtbare He bel die Kupplung 79 auf der Welle der Walze 70 geschlossen, um das gereinigte Filtermedium an den Ort der nachfolgenden Filtration zu bringen.
Die Kupplung 79 wirkt wie die Kupplung 15, das heisst sie schaltet sich nach einer vollen Umdrehung der angetriebenen Welle selbsttätig wieder aus. Durch die. Steuerorgane 17 wird der Deckel wieder zurückgezogen, durch die Stufenscheibe 5 werden die Klauen 4 wieder in die Sperrstellung hinter den Deckel 2 ver- schwenkt und durch die Steuerorgane 16 die Exzenterwellen 3 auf den toten Punkt zu rückverdreht und der Deckel 2 an den Zylin der angepresst. Das Steuerorgan 18 schliesst das Ventil 20 und öffnet das Ventil 19.
Durch das Steuerorgan 22 wird als letzte Phase das Filtrateintrittsventil 23 geöffnet, worauf unter der Wirkung der Massepumpe neues Produkt in die Filterkammer zu neuem Arbeitsgang eingedrückt wird.
Während die Maschine geschlossen ist, wird ununterbrochen das Filtermedium ge reinigt.