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Filterpresse Die Erfindung betrifft eine geschlossene Filterpresse
mit in waagerechter Ebene angeordneten Filterelementen für die Filtration von Flüssigkeiten
allgemein, insbesondere für die Feinstfiltration z. B. von chemischen Flüssigkeiten
und Lösungen, Lack, Ö1.
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Sirup, Bier, weiterhin für die Gewinnung von Feststoffen aus Suspensionen.
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Es sind Filtervorrichtungen mit waagerechten Filterflächen im wesentlichen
in zwei verschiedenen Arten bekannt, bei denen die Filterelemente durch Spannvorrichtungen
zu einem Plattensatz zus ammengefaßt in einem Tank angeordnet sind. Die Filterplatten
sind im allgemeinen rund und weisen in der Mitte je einen Durchbruch auf, durch
den im Plattensatz ein senkrechter, an einem Ende abgeschlossener Kanal gebildet
wird.
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Bei der erstenArt füllt die Rohflüssigkeit den Raum außerhalb des
Plattensatzes aus, strömt von außen zur Mitte in die Filterelemente ein und wird
durch den zentralen Kanal als Filtrat abgeleitet.
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Bei der zweiten Art ist die Durchflußrichtung umgekehrt. Das Filtrat
sammelt sich hierbei außen im Zwischenraum zwischen Plattensatz und Tank.
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In diesem Zusammenhang werden auch schon Filterelemente benutzt,
die aus einem Ringrahmen und einer zentrischen Nabe mit Innenbohrung gebildet sind,
wobei sich zwischen Rahmen und Nabe ein allseitig geneigter, flüssigkeitsdichter
Zwischenboden befindet, über den das Filtrat abläuft, und zwar zu kleinen Öffnungen
im Ringrahmen, durch die es nach außen in den den Filterplattenstapel umgebenden
Behälter strömt.
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Beiden Arten haftet der Nachteil an, daß mechanische Spannelemente,
wie Spannschrauben, Traversen usw. im Flüssigkeitsraum angeordnet und damit der
Korrosion und Verschmutzung ausgesetzt sind; auch kann die Dichtungswirkung der
Spannelemente nicht kontrolliert und Undichtigkeit durch Nachspannen von außen nicht
sicher behoben werden.
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Nachteilig bei der ersten Art ist außerdem, daß die Entlüftung der
Filtratseite schwierig ist und daß die in den Tank eintretende Rohflüssigkeit bei
der starken Querschnittsänderung vom Zuleitungsrohr zum Tank stark abgebremst wird,
so daß kaum mehr kinetische Energie vorhanden ist, um schwere Teilchen in der Flüssigkeit
so lange in Schwebe zu halten, bis sie auf die Filterplatten gelangen.
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Bei dem zweiten System ist, sofern die Rohflüssigkeit zentral von
unten her in den Plattensatz einströmt, eine Entlüftung der Rohseite praktisch nicht
gegeben, so daß gleichmäßige Strömungsverhältnisse als Voraussetzung für den Aufbau
einer gleichmäßig ffltrie-
renden Schicht nicht erreicht werden. Ebenso nachteilig
bei dieser zweiten Art ist, daß die Eintrittsquerschnitte von der zentralen Zuführung
her auf die Platten sehr stark begrenzt sind, so daß durch die hohe Eintrittsgeschwindigkeit
Auswaschungen des Filterkuchens unvermeidlich sind. Man muß aus diesem Grunde mit
ausreichend starken, vorfabrizierten Filterschichten arbeiten, die erheblich höhere
Kosten als z. B. einfaches Filterpapier bedingen.
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Demgemäß resultiert die Erfindung aus der Aufgabenstellung, eine
Filterpresse zu schaffen, bei der im Hinblick auf korrosiv wirkende Flüssigkeiten
und wegen der Nachspann- und Kontrollmöglichkeit keine mechanischen Spannelemente
im Flüssigkeitsraum vorhanden sind, bei der weiterhin die vollständige Entlüftung
sowohl des Rohflüssigkeitsraumes als auch des Klarraumes sicher erfolgt und bei
der ferner Strömungsverhältnisse vorliegen, die sowohl das Absetzen von Feststoffen
aus der Flüssigkeit außerhalb des Plattensatzes, wie auch das Auswaschen des Filterkuchens
durch zu hohe Eintrittsgeschwindigkeit vermeiden und außerdem durch geringe Druckverluste
eine höhere Filterleistung erbringen.
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Schließlich soll die Filterpresse derart gestaltet sein, daß die
Abdichtung des Stapels nach außen vom Filtermedium mit erfolgt.
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Diese Aufgabe ist mit einer Filterpresse gelöst, die im wesentlichen
dadurch gekennzeichnet ist, daß die in einem Stück mit einem umfassenden Ringrahmen
ausgestattete Filterplatte flüssigkeitsdicht ausgebildet ist, wobei der Rahmen unterhalb
der Filterplatte mündende und der Deckel mindestens je eine von einem Zuflußkanal
abgezweigte Zuflußöffnung hat und oberhalb der Filterplatten und in der Bodenplatte
je eine der Zufluß öffnung diagonal gegenüberliegende, gleich -groß dimensionierte
Abflußöffnungen aufweist, die jeweils in einem Abflußkanal mündet, wobei Leitvorrichtungen
hinter den Zuflußöffnungen vorgesehen sind und die Filterplatte gegen Deckel, Bodenplatte
und
gegebenenfalls gegen weitere Filterplatten ausschließlich mit dem Filtermedium abgedichtet
ist.
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An Hand einer beispielsweisen zeichnerischen Darstellung wird nachfolgend
die erfindungsgemäße Filterpresse näher erläutert. In dieser Darstellung zeigt A
b b. 1 eine Seitenansicht der gesamten Filtervorrichtung, A b b. 2 einen senkrechten
Schnitt durch je einen Zulauf- und Ablaufkanal, wobei außer Bodenplatte und Deckel
nur eine dazwischen angeordnete Filterplatte gezeigt ist, Ab b. 3 einen waagerechten
Schnitt durch das Filter in Höhe der Oberkante einer Filterplatte, A b b. 4 einen
senkrechten Schnitt durch zwei Filterplatten mit einzelnen Filtrataustrittsöffnungen,
A b b. 5 einen senkrechten Schnitt durch eine Umleitplatte mit darüber und darunter
angeordneten Filterplatten, A b b. 6 einen senkrechten Schnitt durch die Filterpresse,
wobei die unterste Filterplatte und die Bodenplatte als Zusammenstellung von Entleerungsplatten
ausgebildet sind, und A b b. 7 einen senkrechten Schnitt durch die Filtervorrichtung,
wobei die zwei untersten Filterplatten und die Bodenplatte als Zusammenstellung
von Entleerungsplatten ausgebildet sind.
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Der Erfindungsgegenstand besteht aus mehreren Filterplatten 1, die
mit Deckel3 und Bodenplatte 2 durch am IJmfang verteilte außenliegende Spannvorrichtungen
4 zu einem geschlossenen Filterstapel zusammengehalten werden. Die Filterplatten
1, die im wesentlichen aus einem Ringrahmen 1' und einem geneigten, flüssigkeitsdichten
Zwischenboden bestehen, haben am Umfang je einen oder mehrere Zulauf- 7 und Ablaufkanalabschnitte8
an gegenüberliegenden Seiten angeordnet, die beim Zusammensetzen der Filterplatten
mit Deckel und Bodenplatte Zu- und Ablaufkanäle ergeben. Diese Kanäle sichern sowohl
für den Rohflüssigkeitsraum, wie auch für die Klarseite eine vollständige Entlüftung
jeweils am höchsten Punkt des Filters. Die Querschnittsflächen in den Zu-und Ablaufkanälen
und -leitungen sind an untereinander vergleichbaren Stellen etwa gleich groß, erweitern
sich jedoch in vorteilhafter Weise auf dem Wege zu den Filterflächen bzw. vermindern
sich auf der Ablaufseite, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit fast stetig ab- und
wieder zunimmt.
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Perforierte Tragplatten 5 ruhen am Außenrand auf Ausdrehungen der
Filterplatten und innen auf Stützrippen 6, die auf der Klarseite der Filterplatten
strömungsgünstig angeordnet sind Die Filtermedien 9 auf den Tragplatten 5 der Filterplatten
1 dienen am Rand gleichzeitig als Dichtung zwischen den Filterelementen 1, 2 und
3. Die Eintrittsöffnungen 10 stellen die Verbindung von den Zulaufkanälen zur Unterseite
der Filterplatten, der sogenannten Rohseite, her und die Austrittsöffnungen 11 verbinden
die Oberseite der Filterplatten, die Klarseite, mit den Ablaufkanälen.
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Hinter den Eintrittsöffnungen sind Leitvorrichtungen 12 entweder
fest oder herausnehmbar angeordnet.
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Diese Leitvorrichtungen verhindern Auswaschungen der filtrierenden
Schicht. Für Zu- und Ableitung sind Ein- oder Mehrwegehähne 13 und 18 über Verzweigungsleitungen
14 und 17 an die Zu- und Ablaufkanäle 7 und 8 wahlweise an der Bodenplatte oder
am Deckel oder in einer Zwischenhöhe an einer Filterplatte angeschlossen. Entlüftungsventile
15 und
16 sind jeweils an der höchsten Stelle der Roh- bzw.
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Klarseite angeordnet.
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Filterplatten mit nach unten abgeschlossenem Ablaufkanal 8 werden
mit Einzelaustritt und Absperrorgan 19 versehen (A b b. 4). Es können entweder alle
Filterplatten eines Satzes oder nur einzelne in dieser Ausführung an beliebiger
Stelle im Plattensatz angeordnet werden.
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Eine Umleitplatte 20 (A b b. 5) für zweistufige Filtration hat nach
unten abgesperrte Ablaufkanäle, jedoch Durchbrechungen zur Rohseite und nach oben
abgesperrte Zulaufkanäle. Ferner hat sie Entlüftungsanschlüsse 22 für die Ablaufkanäle
der zweiten Filtrationsstufe und Anschlüsse 21 für eine eventuell vorzunehmende
Dosierung von Filterhilfsmitteln. Die Umleitplatte wird an einer entsprechenden
Stelle des sonst normalen Filterplattensatzes eingeordnet. Die Zusammenstellung
von Entleerungsplatten gemäß Abt. 6 und A b b. 7 dient der vollständigen Entleerung
des Filters bei Abschluß der Filtration.
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Die Filterplatte 23 (Abb. 6) hat nach unten abgeschlossene Ablaufkanäle
mit seitlichen Anschlüssen 27 für den Hauptablauf des Filtrates. Die Bodenplatte
24 hat nach oben hin abgeschlossene Zulaufkanäle und tiefliegende Anschlüsse 28
für die Ableitung des Restfiltrates.
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Die Ausführung nach A b b. 7 zeigt eine Zusammenstellung von Entleerungsplatten,
die während der Hauptfiltration zulaufseitig absperrbar sind. Die Filterplatte 25
hat nach unten abgeschlossene Zulaufkanäle und darüber Anschlüsse für absperrbare
Zulaufleitungen 29 zur Entleerungsplatte. Die Filterplatte 26 ist wie die Filterplatte
23 beschaffen, hat jedoch Anschlüsse für die Zulaufleitungen 29. Die Bodenplatte
24 ist wie oben beschrieben beschaffen.
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Die Filterplatten 1 und der Deckel3 haben zur leichteren Handhabung
und Aufhängung in zerlegtem Zustand seitliche Zapfen 30 und außerdem je ein Paar
Paßstifte 31 (Abb. 3) zur Zentrierung beim Zusammenbau.
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Die Betriebsweise des Filters ergibt sich gemäß obiger Beschreibung
wie folgt: Das Filter wird nach der gewünschten Filterfläche bzw. nach dem benötigten
Filterkuchen-Volumen aus einer entsprechenden Zahl von Filterplatten 1 aufgebaut
und mittels der zwischengelegten Filtermedien 9, wie Filterpapier oder Filtertücher,
durch die Spannvorrichtungen 4 zusammengepreßt und gedichtet. Vor Beginn der Filtration
wird das Filter bei geschlossenem Ablauf 18, aber geöffneten Entlüftungsventilen
15, 16, roh- und klarseitig vollständig gefüllt. Dann beginnt die eigentliche Filtration,
wobei in bekannter Weise mit oder ohne Filterhilfsmittel gearbeitet werden kann.
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Nach Beendigung der eigentlichen Filtration wird bei abgesperrten
Zu- und Hauptablaufanschlüssen das Filter von oben her durch Gasdruck über die in
der Bodenplatte angeordnete Entleerungsplatte und die Anschlüsse 28 leer filtriert.
Beim Reinigen des Filters ist es gegenüber den bisher bekannten Filtervorrichtungen
nicht notwendig, den ganzen Plattensatz geschlossen abzuheben, sondern die einzelnen
Platten können nach Entfernen der Filterkuchen nacheinander abgehoben werden.
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Für Anwendungen, bei denen es auf die Gewinnung der Feststoffe aus
einer Suspension ankommt, ist es vorteilhaft, daß sich der gesamte Feststoff nur
auf den Filterflächen ablagern kann. Soll anschließend der auf den Filterplatten
befindliche Feststoff mit einer
anderen Flüssigkeit ausgewaschen
werden, so ist neben der sicheren waagerechten Lage des Feststoffes von Vorteil,
daß die erste Flüssigkeit vollständig aus dem Filter verdrängt werden kann, bevor
das Waschen beginnt. Hierbei ist dann wiederum von Vorteil, daß aller Feststoff
gleichmäßig gewaschen wird.