Filter zum Klaren von Flüssigkeiten und Verfahren zur Herstellung des Filters.
Alle bisher in Schichtenform zur Verwendung gelangenden Filter zum Klären von Flüssigkeiten sind in ihrer gesamten Dicke gleichmässig aufgebaut, weshalb die Poren des Filters im gesamten Filtermaterial angenähert gleiche Grosse aufweisen. Diese Tatsache führt beim Gebrauch des Filters dazu, dass Trübungen mit einer bestimmten Teilchengrosse entweder an der gegen die Angström- richtung gewendeten Oberi läehe des Filters zurückgehalten werden oder aber den Filter durchdringen können. Wenn diese Trübungs- teilehen zurüekgehalten werden sollen, muss ein dichterer Filter mit feineren Poren verwendet werden. Gebrauehte Filter zeigen daher meist eine nur geringe Ablagerung der Trübungsstoffe in der Tiefe des Filters.
Die zurückgehaltenen Teilchen bilden stets einen mehr oder weniger diehten Belag an der Oberfläche des Filters, welcher Belag je nach seiner Beschaffenheit zu einer bald schnel- leren, bald etwas verlangsamteren Verstopfung der Filterfläche führt.
Die vorliegende Erfindung will den ge schilderten Nachteil beheben, und sie betrifft ein Filter zum Klären von Flüssigkeiten sowie ein Verfahren zur Herstellung des Filters.
Der erfindungsgemässe Filter zeichnet sieh dadurch aus, dass die Porengrosse des Filters von einer Aussenfläche zur andern. abnimmt, die Porenzahl in gleicher Richtung jedoch zunimmt. Dadurch können die gröberen Trü- bungsteilchen an der Oberfläehe, die feineren Teilchen jedoch im Innern des Filters zurüekgehalten werden. Die Austrittsseite des Filters kann dabei von so feiner Beschaffenheit sein, dass eine äusserst scharfe Klärwirkung, falls erwünscht, sogar eine unmittelbare Entkeimung erzielt wird.
Das Verfahren zur Herstellung des Filters zeichnet sieh gemäss der Erfindung dadurch aus, dass auf eine erste, aus feinen Teilchen bestehende Filtersehicht mindestens eine weitere, ans gröberen Teilehen bestehende Fil terschicht aufgeschwemmt wird.
Nachfolgend wird an Hand der beigefüg- ten Zeichnung das Herstellungsverfahren an einem Beispiel erläutert, wobei die Zeich- nung einen senkreehten Längsschnitt dureh den Filter und einen Teil der zu dessen Herstellung dienenden Einrichtmng zeigt.
Bei der dargestellten Einrichtung zur Herstellung des Filters stellt I das im wesentlichen waagrechte Sieb der Nasspartie einer Papier-oder Kartonmaschine dar, welches als Unterlage für den herznstellenden Filter dient. Bei 2 wird in der bei der Papierfabrikation übliehen Weise ein aus Filtermitteln gebildeter Brei 3 in breiter Bahn auf das Entwässerungssieb] gebracht, wobei das als Unterlage dienende Sieb 1 beispielsweise in Richtung des Pfeils P in seiner Ebene be wegt wird. Dadurch bildet sieh anf dem Sieb 1 eine sieh durch normale Entwässerung ver diehtellde Stoffbahn 3a, die aus feinen Teilchen anfgebant ist, zwisehen denen Porenvon grosser Feinheit vorhanden sind.
Mit Hilfe einer quer zur Stoffbahn 3a verlaufenden Verteilrinne 4 wird eine aus gröberen Filtermitteln 5 hergestellte Aufsehwemmung auf die Oberseite der Stoffbahn 3a gebracht, auf welcher sich demzufolge eine Schicht 5a mit gröberen Teilchen und gröberen Poren ablagert. Die Berührungszone der beiden Schichten 3a und 5a wandert durch den Bereieh eines horizontalen Tauchstabes 6, der an senkrechten Stangen 7 gehalten ist und in verti kaler Richtung auf und ab bewegt wird.
Dadurch findet in einer i ; bergangszone zwisehen den beiden Schichten 3a und 5a eine Dureh- mischung der untersehiedlich grossen Filterteilchen statt, so dass ein allmählicher Übergang der Porengrösse erzielt wird. Auf gleiche Weise wird mit Hilfe einer weiteren Verteilrinne 8 eine Aufschwemmung mit noch grö- beren Filterteilchen 9 auf die bereits gebildeten Filtersehichten aufgetragen, so dass eine dritte Schicht 9a entsteht. Mit Hilfe eines weiteren auf und ab bewegten Tauehstabes 10 wird in einer Cbergangszone zwischen den Schichten 5a und 9a wiedernm eine Vermi schung der untersehiedlich grossen Teilchen erzeugt.
Der beschriebene Vorgang kann, je nach dem herzustellenden Erzeugnis, mehrmals wiederholt werden, wobei stets Schiehten mit gröberen Teilchen anfgeschwemmt werden, die in den Berührungszonen auf eine bestimmte, einstellbare Tiefe durehmischt werden. Die Weiterverarbeitnng des so hergestellten Filters erfolgt nach bekannten Her stellungsverfahren für Papier oder Karton.
Der auf die besehriebene Weise hergestellte Filter weist von der Oberseite ausgehend nach der Tiefe immer feinere Poren auf, wobei die inderung der Porengrösse wegen der Durch- mischung in den Übergangszonen zwischen den einzelnen Schichten praktisch stetig erfolgt.
Wird der Filter von der aus gröberen Teilchen bestehenden Seite her von einer zu klärenden Flüssigkeit durchströmt, so können die feineren Trübungsteilehen durch die ersten Schichten des Filters hindurchtreten und werden erst von einer späteren Schieht mit feineren Poren aufgehalten, während die gröberen Trübungsteilehen schon an der Oberflache des Filters oder kurz darauf zurückgehalten werden. Die Ablagerung der Trü- bungsteilehen verteilt sieh daher auf die ganze Tiefe des Filters, weshalb eine Verstopfung desselben erst naeh bedeutend längerem Ge brauch eintritt.
Bei entsprechender Besehaffenheit der die Filtermasse bildenden Teilchen lässt sieh der Filter als zusammenhängendes Ganzes herstellen, das nicht nur in horizontaler, sondern in jeder beliebigen Lage gebraucht werden kann.
Würde versucht, den erfindungsgemässen Filter durch Misehung versehieden poröser Fil termittel und Verarbeitung dieses Gemisehes nach den übliehen Verfahren (NTutsehe, Pa piermaschine usw.) herzustellen, so ergäben sich stets nur Produkte, die eine ziemlieh gleichmässige Verteilung der versehieden groben Filtermittel über die ganze Dieke der Schicht aufweisen und daher nicht den ge- wiinschten Aufbau zeigen.
Auch das tuber- einanderfügen verhältnismässig dünner, ver schieden poröser Filtersehiehten zu einem kombinierten Filter führt nieht zu dem mit dem besehriebenen Filter erzielten Erfolg, da die Änderung der Porengrosse an den Grenzflächen zwisehen den einzelnen Schichten sprunghaft erfolgt. Die Trübungsteilchen ent sprechender Grouse lagern sich dann stets auf der Oberfläehe einer der Filtersehichten ab, so dass lediglieh eine Schichtung des Trüb- stoffkuchens, nicht aber eine Verteilung der Trübungsteilchen auf die ganze Tiefe der Fil tersehicht erzielt wird.
Ein Filter mit nicht miteinander vermisehten Filterschichten kann zwar ebenfalls länger im Gebraueh stehen bis eine Verstopfung eintritt, jedoch wesentlich weniger lang als ein durch das besehriebene und dargestellte Verfahren hergestellter Filter.
Nach dem gleichen Verfahren können auch Filter mit Sehiehten versehiedener Filtrations-bzw. Absorptionswirkung hergestellt werden. So kann zum Beispiel eine Schicht des Filters aus aktiver Kohle mit ausgesproehen geruchsadsorbierender Wirkung und eine andere Schicht mit ausgesprochen entfärbender Wirkung bestehen. Durch geeignete Köm- einandergesehaltete Sehiehten mit untersehiedlicher Absorptionswirkung aufweist.
Filter for clarifying liquids and method of making the filter.
All of the filters used to date in layered form for clarifying liquids have a uniform structure over their entire thickness, which is why the pores of the filter are approximately the same size throughout the filter material. When the filter is used, this fact leads to the fact that turbidity with a certain particle size is either retained on the upper surface of the filter which is turned against the angular flow direction or can penetrate the filter. If these cloud components are to be held back, a denser filter with finer pores must be used. Used filters therefore usually show only a small amount of opacifying substances deposited in the depth of the filter.
The retained particles always form a more or less thick coating on the surface of the filter, which coating, depending on its nature, leads to a clogging of the filter surface that is now faster and now somewhat slower.
The present invention aims to remedy the disadvantage described, and it relates to a filter for clarifying liquids and a method for producing the filter.
The filter according to the invention is characterized in that the pore size of the filter changes from one outer surface to the other. decreases, but the number of pores increases in the same direction. As a result, the coarser turbidity particles can be retained on the surface, but the finer particles can be retained inside the filter. The exit side of the filter can be so fine that an extremely sharp clarifying effect, if desired, even immediate disinfection is achieved.
The method for producing the filter is characterized according to the invention in that at least one additional filter layer consisting of coarser parts is floated onto a first filter layer consisting of fine particles.
In the following, the production method is explained using an example with the aid of the attached drawing, the drawing showing a vertical longitudinal section through the filter and part of the equipment used for its production.
In the device shown for producing the filter, I represents the essentially horizontal screen of the wet end of a paper or cardboard machine, which serves as a base for the filter that is to be used. At 2, a slurry 3 formed from filter media is brought into a wide path on the dewatering screen] in the manner customary in paper manufacture, the screen 1 serving as a base being moved, for example, in the direction of arrow P in its plane. As a result, it forms on the sieve 1 a fabric web 3a which is thickened by normal dewatering and which consists of fine particles between which there are pores of great fineness.
With the help of a distribution channel 4 running transversely to the fabric web 3a, a flooding made of coarser filter media 5 is brought to the top of the fabric web 3a, on which a layer 5a with coarser particles and coarser pores is consequently deposited. The contact zone of the two layers 3a and 5a wanders through the area of a horizontal dipstick 6, which is held on vertical rods 7 and is moved up and down in the vertical direction.
This means that in an i; Transition zone between the two layers 3a and 5a, the filter particles of different sizes are mixed, so that a gradual transition in pore size is achieved. In the same way, with the aid of a further distribution channel 8, a suspension with even coarser filter particles 9 is applied to the filter layers already formed, so that a third layer 9a is created. With the help of a further rope 10, which is moved up and down, a mixture of the differently sized particles is again produced in a transition zone between the layers 5a and 9a.
The process described can, depending on the product to be manufactured, be repeated several times, with layers of coarser particles being washed ashore, which are mixed in the contact zones to a certain, adjustable depth. The filter produced in this way is further processed using known manufacturing processes for paper or cardboard.
The filter produced in the manner described above has ever finer pores starting from the top towards the depth, the change in pore size taking place practically continuously because of the intermingling in the transition zones between the individual layers.
If a liquid to be clarified flows through the filter from the side consisting of coarser particles, the finer turbidity parts can pass through the first layers of the filter and are only stopped by a later layer with finer pores, while the coarser turbidity parts are already on the surface of the filter or shortly thereafter. The sedimentation of the turbidity parts is therefore distributed over the entire depth of the filter, which is why it only becomes clogged after a significantly longer use.
With the appropriate properties of the particles forming the filter mass, the filter can be produced as a coherent whole that can be used not only in a horizontal position, but in any position.
If an attempt were made to manufacture the filter according to the invention by mixing different porous filter media and processing this mixture according to the usual methods (NTutsehe, paper machine, etc.), only products would always result that had a fairly even distribution of the different coarse filter media over the entire die the layer and therefore do not show the desired structure.
Even the joining of relatively thin, differently porous filter layers to form a combined filter does not lead to the success achieved with the filter described, since the change in pore size at the interfaces between the individual layers occurs suddenly. The cloud particles of the corresponding size are then always deposited on the surface of one of the filter layers, so that only a layering of the cloud cake is achieved, but not a distribution of the cloud particles over the entire depth of the filter layer.
A filter with filter layers that are not blended together can also be used longer until clogging occurs, but it is much less long than a filter produced using the method described and illustrated.
Using the same method, filters with different types of filtration or filtration can also be used. Absorption effect can be produced. For example, one layer of the filter can consist of active charcoal with a pronounced odor-absorbing effect and another layer with a pronounced decolorizing effect. Having sighted eyes held together appropriately with different absorption effects.