Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeit aus einem Fl ssigkeit-Feststoff-Gemisch
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeit aus einem Flüssigkeit-Fest- stoff-Gemisch, mit einem Gefäss und einem Tauch- filter, dessen Ablaufseite an einen Ablaufkannal f r die abgeschiedene Flüssigkeit angeschlossen ist.
Bei den bekannten Absetzgefässen flie¯t die ab geschliedene Flüssigkeit längs der ablaufseitigen Filterwand in eine darunterliegende Auffangrinne oder in eine mit einem Überlauf versehene, die Filterwand umgebende Auffangrinne ab. Die abgeschie- dene Flüssigkeit ist bei diesen Einrichtunigen nicht klar. Ausserdem tritt nur eine geringe Menge Flüssig- keit durch den Filter.
Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu vermeiden. Bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist zu diesem Zweck erfindungsgemϯ der an die Ablaufseite des Filters angeschlossene Ablauf- kanal barometerartig ausgebildet.
In der Zeichnun sind Ausfiihrungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt. Es zeigen :
Fig. 1 bis 3 Vertikalschnitte durch verschiedene Absetzgefässe,
Fig. 4 und 5 vertikale Längsschnitte durch Filter und
Fig. 6 bis 8 vertikale Querschnitte durch ver schiedene Filter.
Das in Fig. l dargestellte Absetzgefϯ 1 weist eine mit einem Ventil 2 versehene Zuleitung 3 für das einzudickende Fl ssigkeit-Feststoff-Gemisch und eine Austrittsleitung 4 auf, in die ein Zellenrand 5 f r das Ausschleusen des eingedickten Gemisches eingebaut ist. Unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 6 des Absetzgefässes 1 liegt ein hoMringförmiger Filter 7, der ein Filtertuch 8 aufweist, das über zwei Ringrohre 9 und 10 gespannt ist. Die Ringrohre 9 und 10 sind perforiert. Das Ringrohr 9 trÏgt eine mit t einem Ventil 11 verschlossene Entl ftungsleitung 12.
Das Ringrohr 10 ist an, eine nach unten durch die Wand des Absetzgefässes 1 führende Leitung 13 angeschlossen, die mittels eines Ventils 14 abschliessbar ist und in ein'Gefäss 15 bis unter dessen Flüssigkeitsspiegel 16 eintaucht. Das Gefäss 15 weist eine mit einem Ventil 17 versehene Austrittsleitung 18 auf.
Die Aussenwand des hohlringförmigen Filters 7 bildet seine von dem im Absetzgefäss 1 befindlichen Gemisch überdeckte Zulaufseite. Die dem Hohlraum 19 des Filters 7 zugewandte Seite des Filtertuches 8 bildet seine Ablaufseite. Hohlraum 19, Leitung 13 und Gefäss 15 bilden einen Ablaufkanal für die ab geschiedene Flüssigkeit. Dieser Ablaufkanal 19, 13, 15 ist barometerartig ausgebildet und enthÏlt wÏhrend des Betriebs eine die Ablaufseite des Filters 7 überall berührende barometrische Flüssigkeitssäule.
Auf diese Weise liegt der Filter 7 vollkommen im Flüssigkeitsbad, und die Flüssigkeit wird durch ihn unter der Wirkung der vom Filter 7 bis zum Fl ssigkeitsspiegel 16 reichenden Flüssigkeitssäule hmdurchgesaugt. Dabei ergibt sich ein praktisch klares Filtrat, d. h. die abgeschiedene Flüssigkeit ent- hÏlt im wesentlichen nicht einma feinste Feststoffteilchen. Der Festsboff lagert sich nämlich an der Zulaufseite des Filtertuches 8 so locker an, dass die unmittelbar auf dem Filtertuch liegenden Feststoff beilchen ein äusserst feines Filter bilden. Die Íffnungen dieses aus lockeram Feststoff bestehenden Filters und die Offnunigen des Filtertuches 8 bleiben offen und erlauben einen guten Durchtritt der Flüssig- keit.
Ausserdem bricht die lockere Feststoffanlagerung bei Erreichen einer gewissen Dicke allein infolge ihres Eigengewichtes ab und sinkt nach unten.
Für den mittlerien zulaufseitigen Flüssigkeitsdruck und die mittlere ablaufseitige Saugwirkung sind in der Zeichnung die Höhen D und S angegeben. Der Niveauunterschied zwischen dent beiden Flüssigkeits- spiegeln 6 und 16 ist mit H bezeichnet.
Die Ventile 2 und 17 sind mittels Fühler 20 bzw. 21 so gesteuert, dass die Höhle der Flüssigkeits spiegel 6 und 16 eingehalten wird. Die StÏrke der Saugwirkung kan, auf eintfache Weise durch Verstellen des F hlers 21 nach oben oder unten auf den gewünschten Wert gebracht werden.
Bei der in Fig. 2 dargestelften Ausführungsform sind die beiden Gefässe l und 15 mit Deckeln 22 bzw. 23 versehen und stehen nicht unter dem Eirn fluss der Atmosphäre, sondern sind mittels Leitungen 24 an eine Schutzgasquelle 25 angeschlossen. Zur Entlüftung dienen mit Ventilen 26 und 27 versehene Entlüftungsleitungen 28'bzw. 29. Der Druck des Schutzgases wird unter Berücksichtigung der Eigenschaften von Gas und Fl ssigkeit-Feststoff-Gemisch festgelegt. Der Raum ber den Fl ssigkeitsspiegeln kann auch unter r Unterdruck gesetzt werJden.
Eine Leitung 30 des Ablaufkanals ist am oberen Ende des Filters 7 angeschlossen. Der Innenraum 19 des Filters 7 und der obere Teil der Leitung 30, d. h. der obere Teil des Ablaufkanals ist dabei heber- artig ausgebildet.
Auf diese Weise werden im Innenraum 19 des Filters 7 sich unter Umständen en ansammelnde Luftbläschen durch den Strom der abfliessenden, abge schiedenen Flüssigkeit mitgenommen, so da¯ das Filtertuch 8 mit Sicherheit vollkommen mit Flüssigkeit überdeckt bleibt. Ausserdem werden seitlich oder unterhalb des Filters 7 liegende, das Abfallen der Feststoffanlagerungen behindernde Leitungsteile vermieden.
Der heberartige Teil der Leitung 30 weist an seinem Scheitel eine mit einem Luftdom 31 und einem Ventil 32 versehene Entlüftungsleitung 33 auf.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung ist ein n Absetzgefäss 34 mittels eines Deckels 35 abgeschlos- sen. Im oberen Teil des Gefässes 34 liegen drei konzentrisch ineinander angeordnete hohlringförmige Filter 36, 37, 38, deren Innenräume 39, 40, 41 an drei Arme 42, 43, 44 einen Leitung 45 angeschlossen sind. Die Leitung 45 taucht in ein Gefäss 46 ein, das einen Flüssigkeitsspiegel 47 mit F hler 48 und ein von diesem gesteuertes Ablaufventil 49 aufweist.
Auf der Zulaufseite mündet eine mit einem Ventil 50 versehene Eintrittsleitung 51 in ein Eintrittsgefϯ 52, das einen Flüssigkeitsspiegel 53 besitzt. Ein diesen abf hlender F hler 54 steuert das Venbil 50.
Von dem Eintnittsgefäss 52 führt eine Zulaufleitung 55, die durch ein Ventis 56 verschliessbar ist, in n das Absetzgefäss 34. Das Eintrittsgefäss 52 mit ; seinem Flüssigkeitsspiegel 53, die Zulaufleitung 55 und das Absetzgefäss 34 bilden zusammen einen barometerartigen Zulaufkanal zu den Filtern 36, 37, 38. Am Deckel 35 des Absetzgefässes 34 und am Scheitel der Leitung 45 sind Entlüftungsventile 57 angeord- net. Zum Füllen des Gefässes 34 vor Inbetriebnahme disent eine mit einem AbscMüssventitverseheneFüll- leitung 58.
Die Zulaufleitung 55, das Absetzgefϯ 34, die InnenrÏume 39, 40, 41 der Filter 36, 37, 38 und die Leitung 45 sind ganz mit Flüssigkeit gefüllt. Die Zulaufseite der Filter steht unter einem der Flüssig keitssäule Uz entsprechenden Unterdruck, die Ablaufseite der Filter unter der Saugwirkung der Flüs sigkeitssäule Uo. Die Differenz der FlüssigkeitssÏulen Ut und U2, d. h. der Höhenunterschied H der beiden Flüssigkeitsspiegel 53 und 47, entspricht dem Dr@ckuntenschied zwischen Zulauf und Ablaufseite der Filter 36, 37, 38.
Bei dieser Anordnung steht also der Feststoff wie die Flüssigkeit im Bereich der Filter unter Unterdruck.
Die Form der Filter kann von der Hohlringform oder berhaupt von der dargestellten Konstruktion abweichen.
Es können'beispielsweise Hohlbalken 59, wie einer in Fig. 4 gezeigt ist, nebeneinander zu einer Fittierbatterie zusammengestellt werden. Der Hohl- balken 59 weist wieder zwei perforierte Rohre 60, 61, diedurchStützen62gegenseitiggehalten sind, und eine Ablaufleitung 63 und eine Entlüftungs- leitung 64 auf.
Bei dem Hohlbalken 65 nach Fig. 5 ist das obere perforierte Rohr 66 geneigt angeordnet, so dass Luftbläschen nach oben durch die Leitung 67 abstr¯men.
Bei dem Filter nach Fig. 6 hat das obere Rohr 68 einen grösseren) Durchmesser als das untere Rohr 69, so da¯ die seitlichen zulaufseitigen FilterflÏchen 70 gegenüber der Vertikalen nach unten hin geneigt sind, wodurch das Abfallen der Feststoffanlagerun- gen unterstützt wird.
Eine ähnliche Wirkung kann durch Anordnen von drei Rohren erzielt werden, wie Fig. 7 zeigt.
Die drei Rohre 71, 72, 73 sind., durch Stützen 74 miteinander verbunden.
Der in Fig. 8 gezeigte Filter 75 ist zylinder- förmig geformt. Seine Mantelfläche 76 und die untere Stirnfläche 77 sinid als Filterflächen ausgebildet. Die obere Sbirnfläche 78 ist kon, isch mib obenliegender Konusspitze vorgesehen, um ein Abströmen etwaiger LuftblÏschen sicherzustellen.
Die Filter können bewegbar ausgebildet werden.
Die als Rotationskönper geformten Filter können, wenn man die Ableitungsrohre und eventuell die Entl ftungsleitungen in die Rotationskörperachse legt, um diese Achse drehend verwendet werden.
Anderseits können die Filter auch in der H¯he ver schoben werden, so da¯ der Druck auf der Zulauf- seite und Ablaufseite ändent. Beim Ausführungsbci- spiel nach Fig. 1 kann dabei das Verhältnis von Zulaufdruck und Ablaufsaugwirkung bei gleichblei- bendem Druckunterschied (H) zwischen Zulauf und Ablaufseite geÏndert werden. Die Leitung 13 weist einen beweglichen Leitungsteil 79 auf.
Wie die Höbe der ablaufseitigen Flüssigkeitsspiegel 16 und 47 kann, auch die e H¯he des zulauf- seitigen Fl ssigkeitsspiegels 53 verstellbar ausgebildet werden. Dabei müssen die vertikalen Abmessun- gen der Gefässe 15, 46, 52 erforderlichenfalls vergrössert werden.
Device for separating liquid from a liquid-solid mixture
The invention relates to a device for separating liquid from a liquid-solid mixture, with a vessel and an immersion filter, the discharge side of which is connected to a discharge channel for the separated liquid.
In the known sedimentation vessels, the separated liquid flows along the filter wall on the outlet side into an underlying collecting channel or into a collecting channel provided with an overflow and surrounding the filter wall. The separated liquid is not clear in these facilities. In addition, only a small amount of liquid passes through the filter.
The invention aims to avoid these disadvantages. In the case of a device of the type described at the outset, the drain channel connected to the drain side of the filter is designed in the manner of a barometer for this purpose.
In the drawing, exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in simplified form. Show it :
Fig. 1 to 3 vertical sections through various sedimentation vessels,
4 and 5 vertical longitudinal sections through filters and
Fig. 6 to 8 vertical cross sections through ver different filters.
The sedimentation vessel 1 shown in FIG. 1 has a supply line 3, provided with a valve 2, for the liquid-solid mixture to be thickened, and an outlet line 4 into which a cell edge 5 is installed for the discharge of the thickened mixture. Below the liquid level 6 of the settling vessel 1 is a hoM-ring-shaped filter 7 which has a filter cloth 8 which is stretched over two ring tubes 9 and 10. The ring tubes 9 and 10 are perforated. The ring pipe 9 carries a vent line 12 closed by a valve 11.
The annular tube 10 is connected to a line 13 leading downward through the wall of the settling vessel 1, which can be closed by means of a valve 14 and is immersed in a vessel 15 to below its liquid level 16. The vessel 15 has an outlet line 18 provided with a valve 17.
The outer wall of the hollow ring-shaped filter 7 forms its inlet side covered by the mixture in the settling vessel 1. The side of the filter cloth 8 facing the cavity 19 of the filter 7 forms its drainage side. Cavity 19, line 13 and vessel 15 form a drainage channel for the separated liquid. This drainage channel 19, 13, 15 is designed like a barometer and, during operation, contains a barometric liquid column that touches the drainage side of the filter 7 everywhere.
In this way the filter 7 lies completely in the liquid bath and the liquid is sucked through it under the action of the liquid column reaching from the filter 7 to the liquid level 16. A practically clear filtrate results, i. H. the separated liquid essentially does not contain extremely fine solid particles. The solids are deposited so loosely on the inlet side of the filter cloth 8 that the solid particles lying directly on the filter cloth form an extremely fine filter. The openings of this filter, which is made of loose solid material, and the openings in the filter cloth 8 remain open and allow the liquid to pass through easily.
In addition, when it reaches a certain thickness, the loose solid build-up breaks off solely as a result of its own weight and sinks downwards.
The heights D and S are indicated in the drawing for the mean liquid pressure on the inlet side and the mean suction effect on the discharge side. The difference in level between the two liquid levels 6 and 16 is denoted by H.
The valves 2 and 17 are controlled by means of sensors 20 and 21 so that the cavity of the liquid level 6 and 16 is maintained. The strength of the suction effect can be brought to the desired value in a simple way by adjusting the sensor 21 up or down.
In the embodiment shown in FIG. 2, the two vessels 1 and 15 are provided with lids 22 and 23 and are not under the flow of the atmosphere, but are connected to a protective gas source 25 by means of lines 24. Ventilation lines 28 ′ and provided with valves 26 and 27 are used for ventilation. 29. The pressure of the protective gas is determined taking into account the properties of the gas and the liquid-solid mixture. The space above the liquid level can also be placed under negative pressure.
A line 30 of the drainage channel is connected to the upper end of the filter 7. The interior 19 of the filter 7 and the upper part of the conduit 30, i. H. the upper part of the drainage channel is designed like a siphon.
In this way, in the interior 19 of the filter 7, air bubbles which may accumulate are entrained by the flow of the outflowing, separated liquid, so that the filter cloth 8 certainly remains completely covered with liquid. In addition, line parts lying to the side or below the filter 7 and preventing the solid deposits from falling are avoided.
The siphon-like part of the line 30 has at its apex a vent line 33 provided with an air dome 31 and a valve 32.
In the device shown in FIG. 3, a sedimentation vessel 34 is closed by means of a cover 35. In the upper part of the vessel 34 there are three concentrically nested hollow-ring-shaped filters 36, 37, 38, the interiors 39, 40, 41 of which are connected to three arms 42, 43, 44 of a line 45. The line 45 is immersed in a vessel 46 which has a liquid level 47 with a sensor 48 and a drain valve 49 controlled by this.
On the inlet side, an inlet line 51 provided with a valve 50 opens into an inlet vessel 52 which has a liquid level 53. A sensor 54 sensing this controls the valve 50.
An inlet line 55, which can be closed by a Ventis 56, leads from the incision vessel 52 into the settling vessel 34. The inlet vessel 52 with it; Its liquid level 53, the inlet line 55 and the settling vessel 34 together form a barometer-like inlet channel to the filters 36, 37, 38. Vent valves 57 are arranged on the cover 35 of the settling vessel 34 and at the apex of the line 45. A filling line 58 provided with a shut-off valve is used to fill the vessel 34 before it is put into operation.
The inlet line 55, the sedimentation vessel 34, the inner spaces 39, 40, 41 of the filters 36, 37, 38 and the line 45 are completely filled with liquid. The inlet side of the filter is under a negative pressure corresponding to the liquid column Uz, the outlet side of the filter is under the suction effect of the liquid column Uo. The difference between the liquid columns Ut and U2, i.e. H. the height difference H of the two liquid levels 53 and 47 corresponds to the pressure difference between the inlet and outlet side of the filters 36, 37, 38.
With this arrangement, the solid, like the liquid, is under negative pressure in the area of the filter.
The shape of the filter can deviate from the hollow ring shape or from the construction shown at all.
For example, hollow bars 59, as shown in FIG. 4, can be assembled next to one another to form a filling battery. The hollow beam 59 again has two perforated tubes 60, 61, which are held against one another by supports 62, and a drain line 63 and a vent line 64.
In the case of the hollow beam 65 according to FIG. 5, the upper perforated tube 66 is arranged at an incline, so that air bubbles flow upwards through the line 67.
In the filter according to FIG. 6, the upper pipe 68 has a larger diameter than the lower pipe 69, so that the lateral inlet-side filter surfaces 70 are inclined downward relative to the vertical, which promotes the fall of the solid deposits.
A similar effect can be obtained by arranging three pipes as shown in FIG. 7.
The three tubes 71, 72, 73 are connected to one another by supports 74.
The filter 75 shown in FIG. 8 is shaped like a cylinder. Its jacket surface 76 and the lower end surface 77 are designed as filter surfaces. The upper end face 78 is conical with an overhead conical tip in order to ensure that any air bubbles can escape.
The filters can be designed to be movable.
The filters, which are shaped as a rotary body, can be used to rotate around this axis if the discharge pipes and possibly the ventilation lines are placed in the rotary body axis.
On the other hand, the filters can also be adjusted in height so that the pressure on the inlet and outlet side changes. In the embodiment according to FIG. 1, the ratio of inlet pressure and outlet suction effect can be changed while the pressure difference (H) between inlet and outlet side remains the same. The line 13 has a movable line part 79.
Like the height of the outlet-side liquid level 16 and 47, the height of the inlet-side liquid level 53 can also be designed to be adjustable. The vertical dimensions of the vessels 15, 46, 52 must be enlarged if necessary.