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Beutelfilter mit verformbaren Filterbeuteln Die Erfindung betrifft
Beutelfilter, insbesondere zum Filtrieren von Flüssigkeiten. Diese Filter bestehen
heltanntlich aus mehreren in einer Filterkammer angeordneten und aus Filtertuch
od. {dgl. hergestellten, verformbaren und allseitig geschlossenen Filterbeuteln,
die mit dem Auslauf der gefilterten Flüssigkeit verbunden sind. Die zu filtrierende
Flüssigkeit wird in die Filterkammer und in die Filterbeutel hineingedrückt, wobei
das Filtrat durch den mit den Filterbeuteln verbundenen Auslauf abfließt, während
sich der feste Rückstand außen auf den Filterbeutelwänden ansammelt.
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Es ist bei solchen Filtern bekannt, die Filterbeutel beim Reinigen
des Filters mechanisch zu verformen bzw. im Filterbetrieb in der Filterkammer zu
bewegen, um dadurch das Abtrennen des Idaran haftenden festen Rückstandes bzw. ein
intensiveres Durchströmen der zu filtrierenden Flüssigkeit durch die Beutelwände
zu erzielen. Mit den zu diesem Zweck bisher benutzten Vorrichtungen konnten jedoch
nur verhältnismäßig beschränkte Verformungen der Filterbeutel erreicht werden, die
sich in einigen Fällen für ein sicheres und vollständiges Abtrennen des festen Rückstandes
von den Filterbeuteln als unzureichend erwiesen haben. Die bisher im Betrieb derartiger
Filter vorgenommene, ziemlich beschränkte Bewegung der Filterbeutel konnte dabei
keine bedeutende Steigerung der Filtrationsgeschwindigkeit bewirken. Schließlich
benutzte man bisher für die Verformung und Bewegung der Filterbeutel fast ausschließlich
Rüttelvorrichtungen od. dgl., die ziemlich starke und unerwünschte Vibrationen des
gesamten Filterapparates bewirkten.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese Nachteile zu beheben
und ein Beutelfilter mit zu Reinigungszwecken mechanisch verformbaren und im Filterbetrieb
bewegten Filterbeuteln zu schaffen, bei welchem die Beutel einerseits im Filterbetrieb
so stark in einer einzigen Richtung bewegt werden, daß dadurch eine wesentliche
Steigerung der Filtrationsgeschwindigkeit bewirkt wird, und bei welchem die Beutel
andererseits beim Reinigen des Filters so weitgehend verformt werden, daß der daran
haftende feste Rückstand restlos und schnell abgetrennt wird. Dabei sollen die Bewegung
der Beutel im Filterbetrieb und die Verformung derselben beim Reinigen des Filters
durch eine einzige, möglichst einfache Vorrichtung erzielt werden, die keine hin-
und hergehende Bewegung, sondern eine reine Rotation ausführt und dadurch das Auftreten
von schädlichen Vibrationen bzw. Rüttel-und Schüttelbewegungen ganz ausschließt
bzw. wenigstens bedeutend herabsetzt.
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Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das eine Ende
jedes Filterbeutels an dem Umfang
einer umlaufenden Trommel befestigt ist, während
das entgegengesetzte freie Ende des Filterbeutels im Filterbetrieb auf einer kreisförmigen
und zu der Trommel koaxialen Bahn, dagegen beim Reinigen des Filters auf einer mindestens
abschnittweise von dieser Kreisbahn derart abweichenden Bahn geführt ist, daß die
Filterbeutel während einer vollen Umdrehung der Trommel mindestens einmal ihre Form
ändern, z. B. abwechselnd gekrümmt und gestreckt werden. Dadurch nehmen die Filterbeutel
im Filterbetrieb eine gebogene, etwa einem Schneckenlinienabschnitt entsprechende
Form an. Durch diese starke umlaufende Bewegung der Filterbeutel im Filterbetrieb
wird eine intensive Durchströmung !der Beutelwände durch die zu filtrierende Flüssigkeit
und dadurch eine wesentliche Steigerung der Filtrationsgeschwindigkeit erreicht.
Bein Reinigen des Filters werden die freien Filterbeutelenden mindestens für einen
Teil der Trommelumdrehung auf einer von der ursprünglichen kreisförmigen Führung
abweichenden Bahn, z. B. auf einer einem Ellipsenabschnitt oder einem Kreisabschnitt
mit größerem oder kleinerem Durchmesser entsprechenden Bahn geführt. Dadurch wird
die Krümmung der Filterbeutel geändert und der daran haftende feste Rückstand gebrochen,
abgetrennt und abges chüttet.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung läuft das freie
Ende jedes Filterbeutels in einer ortsfesten, kreisförmigen und zu der waagerechten
Trommel koaxialen Führung, die bei der Filterreinigung in zwei etwa diametral entgegengesetzten
und ungefähr
in einer waagerechten Ebene liegenden Punkten derart
unterbrochen wird, daß das freie Ende jedes Filterbeutels im Bereich der oberen
Trommelhälfte in der entsprechenden Führungshälfte läuft, dagegen im Bereich der
unteren Trommelhälfte frei von der Trommel herabhängt. Infolgedessen breiten sich
die Filterbeutel im Bereich der unteren Trommelhälfte vollständig aus, d. h. hängen
frei von dieser Trommel herab, wogegen sie im Bereich der oberen Trommelhälfte ihre
gekrümmte Form annehmen. Diese abwechselnde Ausbreitung und Krümmung der Filterbeutel
bewirkt ein besonders schnelles und sicheres Abtrennen und Abschütten des daran
haftenden festen Rückstandes.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind aus nachstehender Beschreibung
zu entnehmen. In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Beutelfilter nach der Erfindung in senkrechtem
Querschnitt, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 einen Filterbeutel
in schaubildlicher Darstellung, Fig. 4 einen Filterbeutel im Querschnitt nach der
Linie IV-IV der Fig. 3.
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Das in der Zeichnung dargestellte Filter besteht aus einer Anzahl
allseitig geschlossener, flacher Filterbeutel 1, die aus biegsamen Filtermaterial,
wie z. B.
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Filtertuch od. dgl., hergestellt sind. Das obere Ende jedes Filterbeutels
1 ist an einem Rohr 2 befestigt, das mit dem Filterbeutelinneren durch Löcher 102
in Verbindung steht. An ihrem unteren Ende ist jeder Filterbeutel 1 mit einer verhältnismäßig
schweren Stange 3 versehen, die an ihren äußeren Enden Führungsrollen 3 od. dgl.
trägt. Die Filterbeutelwände sind durch innere Abstandsglieder4 auseinandergehalten.
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Diese in Fig. 4 schematisch dargestellten Abstandsglieder 4 sind so
beschaffen und angeordnet, daß sie ein weitgehendes Verbiegen oder Falten des Filterbeutels
1 quer zu seiner Ebene ermöglichen und ferner den freien Fluß der filtrierten Flüssigkeit
im Inneren des Filtérbeutels vom unteren Ende derselben bis zum oberen Rohr 2 erlauben.
So können z. B. die Abstandsglieder 4 aus einzelnen durchlöcherten und S- oder U-förmig
gebogenen Querleisten aus leichtem Kunststoff od. dgl. oder aus einer durchgehenden,
gewellten und ebenfalls durchlöcherten Einlage aus leicht biegsamem Material bestehen.
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Die einzelnen Filterbeutel sind mit ihren Rohren 2 an dem Umfang
einer waagerechten hohlen Trommel 5 zwischen einem Vollfiansch 5' und einem Hohlflansch
5" derselben befestigt. Jedes Rohr 2 steht über den Hohlflansch 5" mit der Hohltrommel
5 in Verbindung. Selbstverständlich können die Rohre 2 zwischen zwei Hohlflanschen
der Trommel 5 befestigt werden und beiderseits mit dieser letzteren in Verbindung
stehen. Die Trommel 5 ist in einem Filtergehäuse 8 angeordnet und mit hohlen seitlichen
Ävellenstutzen 1C5. 205 drehbar in zwei außen am Filtergehäuse 8 angebrachten Drehlagern
116, 216 gelagert. Die mit dem Hohlraum der Trommel 5 in Verbindung stehen den Wellenstutzen
105, 205 derselben sind mit Hilfe von Stopfbüchsen od. dgl. idichtend durch die
Wandungen des Filtergehäuses 8 hindurchgeführt und nach außen über die Lager 116,
216 hinaus verlängert, wobei sie an ihren Enden mit ortsfesten Auslaufstutzen 6,
7 für die filtrierte Flüssigkeit in Verbindung stehen. Die Trommel 5 kann durch
eine außen am Filtergehäuse 8 angebrachte Antriebsvorrichtung 16 in Umlaufbewegung
gebracht werden.
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Das auf Stützen 17 stehende Filtergehäuse 8 ist luft- bzw. wasserdicht
abgeschlossen und weist einen oberen, etwa halbzylinderförmigen Teil und einen unteren
trichterförmigen Teil auf. Etwa in halber Höhe sind am Filtergehäuse 8 dicht schließende
Inspektionstüren 14, 15 vorgesehen. Unten ist das Filtergehäuse 8 durch eine ebenfalls
dicht schließende Tür 13 zum Entleeren des Filterrückstandes abgeschlossen und mit
einem seitlichen Rohransatz 12 zum Einführen der zu filtrierenden Flüssigkeit versehen.
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Im Inneren des Filtergehäuses 8 beiderseits der Trommel 5 sind ortsfeste,
kreisförmige und zu der Trommel 5 koaxiale Führungen 9, 109 für die Rollen 103 der
Filterbeutel 1 angeordnet. Der Abstand jeder kreisförmigen Führung 9, 109 von der
Umfangsfläche der Trommel 5 ist kleiner als die Länge eines Filterbeutels 1. Ferner
ist jede kreisförmige Führung 9, 109 in eine obere, 9, und eine untere Hälfte 109
unterteilt, d. h. in zwei diametral entgegengesetzten und etwa in einer waagerechten
Ebene liegenden Punkten unterbrochen. An der einen Übergangsstelle zwischen den
beiden Führungshälften 9, 109 ist eine von außen zu betätigende Weiche 10 angeordnet.
Je nach der Stellung dieser Weiche 10 kann die obere Führungshälfte 9 mit der unteren
Führungshälfte 109 verhunden werden (s. gestrichelt dargestellte Stellung in Fig.
1) oder außen neben der unteren Führungshälfte 109 auslaufen (s. voll gezeichnete
Stellung in Fig. 1).
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An der entgegengesetzten tSbergangsstelle zwischen den beiden Führungshälften
9, 109 weist die obere Führungshälfte9 ein trichterförmiges Einl aufende 11 auf.
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In Betriebsstellung greifen die Rollen 103 der freien Enden aller
Filterbeutel 1 in die entsprechenden seitlichen Führungen 9, 109 ein, wobei die
Weiche 10 geschlossen ist, d. h. die obere Führungshälfte 9 mit der unteren Führungshälfte
109 verbunden ist und die Trommel 5 in einer solchen Richtung F umläuft, daß die
Rollen 103 der in Umlaufbewegung mitgenommenen Filterbeutel 1 an der Stelle der
Weiche 10 von der oberen, 9, in die untere Führungshälfte 109 übergehen und an der
entgegengesetzten Übergangsstelle von der unteren Führungshälfte 109 selbsttätig
in das trichterförmige Einlaufende 11 der oberen Führungshälfte 9 einlaufen. Die
freien Enden der Filterbeutel 1 bewegen sich also auf einer zu der Trommel 5 konzentrischen
geschlossenen Kreisbahn, wobei die Filterbeutel 1 infolge des in bezug auf die Filterbeutellänge
kleineren Abstandes dieser Kreisbahn von Idem Trommelumfang eine gekrümmte und etwa
dem Abschnitt einer Schneckenlinie entsprechende Form annehmen, wie dies in der
oberen Hälfte der Fig. 1 veranschaulicht ist. Die zu filtrierende Flüssigkeit wird
unter Druck durch den Rohrstutzen 12 in das geschlossene Filtergehäuse 8 eingeführt
und filtert durch die Wände der Filterbeutel 1 in diese ein. Das Filtrat strömt
durch die Rohre 2 und den Hoblfiansch 5" in die Hohltrommel 5 ein und läuft durch
die Hohlwellenstutzen 105, 205 der Trommel und durch die äußeren ortsfesten Anschlüsse
6, 7 aus. Die festen Stoffe bleiben als Rückstand außen an den Filterbeuteln 1 hängen.
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Zum Reinigen des Filters wird nach Abstellen dei Flüssigkeitszufuhr
die Weiche 10 geöffnet, so daß dic obere Führungshälfte 9 außen neben der unteren
Füh rungshälfte 109 ausläuft. Die Trommel 5 läuft weiter hin in derselben Drehrichtung
F um. Infolgedesse laufen die Führungsrollen 103 an den freien Ende der Filterbeutel
1 über die Weiche 10 aus der obere Führungshälfte 9 heraus und fallen frei herab.
Die bi
jetzt gekrümmten Filterbeutel 1 hängen frei von der Trommel
5 herab und werden dadurch ausgebreitet und gestreckt. Nach ungefähr einer halben
Drehung der Trommel 5 greifen die fortschreitend angehobenen freien Enden der herabhängenden
Filterbeutel 1 mit ihren seitlichen Rollen 103 selbsttätig in das trichterförmig
erweiterte Einlaufende 11 der oberen Führungshälfte 9 ein, so daß während der nächstfolgenden
halben Drehung der Trommel 5 im Bereich der oberen Hälfte des Filtergehäuses 8 die
Filterbeutel 1 wieder ihre gekrümmte Form annehmen. Dieser Vorgang ist in Fig. 1
dargestellt. Infolge der abwechselnden und sich bei jeder vollen Umdrehung der Trommel
5 wiederholenden Ausbreitung (Streckung und Krümmung) der Filterbeutel wird der
daran haftende feste Rückstandsbelag gebrochen, abgetrennt und abgeschüttelt, wobei
sich die festen Stoffe in dem unteren Teil des Filtergehäuses 8 ansammeln, von wo
sie durch die untere Gehäusetür 13 entfernt werden können.
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Nach einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform kann neben
der unteren kalbkreisförmigen Führungshälfte 109 eine andere, von der Kreisform
allweichende oder kreisförmige, jedoch einen größeren oder kleineren Durchmesser
als die Fiihrungshälfte 109 aufweisende bzw. dazu exzentrische Führung angeordnet
werden, in welcher die freien Enden der Filterbeutel beim Reinigen des Filters laufen.
Die obere Führungshälfte 9 kann dabei beiderseits z. B. durch Weichen od. dgl. abwechselnd
mit der einen oder anderen der unteren Führungshälften verbunden werden.
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Vor der eigentlichen mechanischen Filterreinigung kann in das Filtergehäuse
8 von innen nach außen oder umgekehrt, z. B. durch den Flüssigkeitseinlauf 12 oder
durch Iden Filtratauslauf 6, 7 Druckluft eingeblasen werden. Dies geschieht vorzugsweise
vor dem Öffnen der Weiche 10, d. h. wenn die Filterbeutelrollen 103 noch auf einer
geschlossenen kreisförmigen Führungsbahn laufen. Dadurch wird der feste Rückstand
auf den Außenflächen der Filterbeutel 1 getrocknet, was das anschließende Abtrennen
derselben infolge der Verformung der Filterbeutel wesentlich erleichtert und beschleunigt.