DE1461452A1

DE1461452A1 - Verfahren zum Filtrieren

Info

Publication number: DE1461452A1
Application number: DE19651461452
Authority: DE
Inventors: Hugo Klesper; Busse Dr-Ing Oswald
Original assignee: Passavant Werke AG and Co KG
Current assignee: Aqseptence Group GmbH
Priority date: 1965-06-25
Filing date: 1965-06-25
Publication date: 1970-05-14
Also published as: JPS4821552B1; DE1461452C3; AT273168B; US3502210A; CH447117A; GB1156054A; DE1461452B2; SE309406B

Description

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DIPL-CHEM. DR. WERNER KOCH DR₁-ING-RICHARDGLAWe

DIPL.-ING. KLAUS DELFS DIPL-PHYS. DR. WALTER MOLL >

HAMBURG MÖNCHEN

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PASSAVANT -WERKE

Michelfcacher Hütte b/ Mioheibach / Nassau

Verfahren zum Filtrieren.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Filtrieren von insbesondere heterogenem Filtergut.» vorzugsweise zum Entwässern von Schlämmen, in Filterpressen.

Bei heterogenem Filtergut und Insbesondere Filtergut, das einen Anteil an Haaren, Fasern od.dgl. auf-

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weist, ergeben sich beim Filtern in Pilterpressen erhebliche Schwierigkeiten, die bis zum Bruch der Filterplatten führen können. Der Grund dafür ist der, daß sich Haare, Fasern od.dgl. im Bereich der Mittelöffnung der Filterplatten ansammeln, dort verfilzen bzw. verklumpen und eine Verstopfung dieser Mittelöffnung verursachen, so daß einzelne der Filterplatten einem extrem hohen Druck ausgesetzt werden, der dann zu einem Bruch führt. Diese Gefahr tritt insbesondere beim Entwässern von Schlämmen, und zwar vor allem von Abwasserschlämmen auf. Auch wenn derartiges Filtergut vorher über Reinigungsvorrichtungen, wie beispielsweise Haarfängen in Form von Muldenrechen, geführt wird, können doch noch erhebliche Mengen von Haaren oder Fasern zurückbleiben, wie dies beispielsweise bei Äscherbrühen der Fall sein kann.

Durch das Verfahren nach der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß während der Filtration mindestens zeitweilig ein Teil des der Filterpresse zugeführten Gutes unter Druck an einer von der Eintrittsstelle des Gutes in die Filterpresse entfernten Stelle wieder entnommen wird. Wenn die Filtration

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in dieser Weise durchgeführt wird, so bleibt das zu filtrierende Gut im.Bereich der Mittelöffnung der Filterplatten stets in Bewegung und es besteht keine Gefahr, daß insbesondere haar- oder faserförmige Beimengungen sich zusammenballen und Verstopfungen der Mittelöffnung der Filterplatten bewirken. Selbstverständlich muß die Entnahme unter Druck erfolgen, da andernfalls während der Entnahme bzw. der Durchströmung der Mittelöffnungen keine Filtration erfolgen könnte. Die Entnahme kann dabei auf sehr unterschiedliche Weise erfolgen. Beispielsweise kann an der der Eintrittsstelle entgegengesetzten Seite der Presse eine Entnahmeöffnuhg vorgesehen werden, an der eine Pumpe angeschlossen ist, die unter einem bestimmten Druck, der etwas geringer ist als der Druck an der Eintrittsstelle, das Gut wieder aus der Pumpe herausfördert und beispielsweise in den Kreislauf zurückgibt. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, das entnommene Gut in einen Speicherbehälter in Form eines Windkessels zu fördern, wobei sich außer der konstruktiven Einfachheit auch noch eine Reihe weiterer im folgenden erörterter Vorteile ergeben.

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Gemäß der Erfindung wird man im allgemeinen so vorgehen, daß die Filtergutentnahme nach dem Füllen der besagten Kammern erfolgt, so daß also zunächst in den Filterkammern der zur Filtration erforderliche Druck aufgebaut wird, was nur kurze Zeit in Anspruch nimmt, und dann anschließend erst die Entnahme erfolgt, um das Filtergut durch die Presse hindurchzubewegen. Dabei kann das Verfahren nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet sein, daß zum Füllen auch der Entnahmeöffnung Filtergut zugeführt wird. Bei Verwendung einer Pumpe od.dgl. wird also zunächst entgegen der späteren Entnahmerichtung gefördert, um möglichst schnell ein Füllen der Presse zu bewirken. Bei Verwendung eines Windkessels ergibt sich die einfache Möglichkeit, in diesem Kessel Filtergut während der vorhergehenden Filtration zu speichern und dieses Filtergut dann bei der folgenden Filtration zunächst unter dem Druck in dem Windkessel in die Presse zu fördern.

Da die Gefahr einer Verstopfung der Mittelbohrung insbesondere während der Filtrationsperiode auftritt, in der nach dem Füllen der Kammern der erforderliche Pressendruck aufgebaut wird, nicht jedoch in einer

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späteren Periode, in der dieser Druck bereits besteht, ist es zur Vermeidung einer unnötig großen Entnahmemenge vorteilhaft, die FiItergutentnahme gegen Ende , der Filtration zu verlangsamen. Bei Verwendung eines Speicherkessels ergibt sich dies dadurch, daß in diesem Kessel durch Komprimierung des darin befindlichen Luftkissens ein Gegendruck aufgebaut wird, der der Entnahme entgegenwirkt.

Die Verwendung eines solchen Kessels bringt also den Vorteil mit sich, daß man eine zur teilweisen Füllung der Presse erforderliche Filtergutmenge speichern und sofort bei FiItrationsbeglnn sehr schnell in die Filterpresse einbringen kann, während gleichzeitig von der anderen Seite aus das Filtergut mittels einer Pumpe od.dgl. eingeführt wird. Anschließend kann dann während des Druckaufbaues in der Presse eine erwünschte Filtergutmenge entnommen und in den Speicherbehälter überführt werden, wobei die Entnahmegesohwindiigkeit zunächst, während sich der Druck in der Filterpresse aufbaut, hoch ist und sich dann verringert, da in dem Speicherbehälter selbst ein Gegendruck auftritt. Dies entspricht den wirtschaftllch-

sten Bedingungen zur Bewegung des Gutes durch die Mittelöffnung der Presse. Nach Beendigung der Filtration wird dann die Schlammentnahme endgültig unterbrochen, so daß die zur Füllung der Presse beim nächsten FiItrationsVorgang erforderliche Schlammmenge in dem Speicher verbleibt.

Demgemäß ist die Erfindung weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Speicherkessel und Filterpresse am Ende eines Jeden Filtrationsvorganges unterbrochen und zu Beginn des jeweils nächstfolgenden Filtrationsvorganges geöffnet wird.

Man kann gemäß der Erfindung weiterhin so vorgehen, daß der Druckunterschied zwischen der Eintritts- und der Entnahmestelle gemessen wird und beim Überschreiten eines vorbestimmten Differenzdruckes die beiden Anschlüsse mittels einer Ausgleichsleitung verbunden werden. Dadurch wird bei etwa doch auftretender Verstopfung einer Mittelöffnung erreicht, daß kein überhöhter Druck auftritt, der etwa zum Bruch einer Filterkammer führen könnte. Vielmehr kann die Filtration dann jeweils von beiden Seiten her

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durchgeführt werden, ohne daß zu hohe Drücke auftreten. Außerdem kann man an dem Druckanstieg .feststellen, daß eine Verstopfung aufgetreten ist und gegebenenfalls die Filtration unterbrechen, bevor ein Plattenbruch auftritt. Das Druckmeßgerät kann mit einer entsprechenden automatischen Schaltung verbunden'sein.

Schließlich kann gemäß der Erfindung dem Druckspeicher mindestens zeitweise von einem Druckluftsystem Druckluft zugeführt werden. Insbesondere wird man so vorgehen während der Füllung der FiIterkaramern, wobei dann also der ohnehin in dem Druckbehälter vorhandene Druck erhöht wird durch die zusätzliche Druckluftzuführung. Es ist dabei natürlich zweckmäßig, für andere Zwecke nicht mehr nutzbare Druckluft zu verwenden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, Druckluft aus einem Druckbehälter zum Aufbringen einer Filterhilfsschicht zu verwenden. Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei der Filtration von Abwasserschlämmen vor der eigentlichen Filtration eine Filterhilfsschicht aus insbesondere Schlammasche auf die Filterflächen aufzubringen.

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Dabei wird das Filterhilfsmittel mit der Trägerflüssigkeit in einem Druckbehälter vermischt und dann sehr schnell in die Filterpresse eingeführt. Es verbleibt dann in dem Druckbehälter eine bestimmte Menge Druckluft, die zum Aufbringen der Filterhilfsschicht nicht mehr weiter nutzbar gemacht werden kann. Diese Druckluft kann unmittelbar nach dem Aufbringen der Filterhilfsschicht in den Druckspeicher gemäß der Erfindung gegeben werden und dort für die anschließende Füllung der Filterkammern mit dem Filtergut verwendet werden.

Demgemäß ist die Erfindung weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die in einem Druckbehälter zum Aufbringen von Filterhilfsmitteln noch vorhandene Druckluft dem Speicherkessel zugeführt wird.

Eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung kann dadurch gekennzeichnet sein, daß zumindest Teile der Filterpresse zwischen eine Druckleitung, einer Fördereinrichtung und einen Druckbehälter in Form eines Windkessels geschaltet sind. Normalerweise wird man die Druckleitung der Fördereinrichtung an der einen Seite der Filterpresse,

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die Zuleitung zu dem Windkessel an der anderen Seite anbringen. Man kann jedoch auch, wenn die Presse von der Mitte her gefüllt wird, einen Windkessel oder zwei an den beiden Seiten der Filterpresse anbringen. Umgekehrt kann man aber auch die Filterpresse von beiden Seiten aus Füllen und einen Windkessel in der Mitte der Presse vorsehen. Die letztere Möglichkeit bietet sich insbesondere bei großen Pressen an, da dann eine rasche Füllung gewährleistet werden kann.

In diesem Fall, aber auch wenn der Windkessel mit der Endplatte der Presse in Verbindung steht und etwa eine biegsame Entnahmeleitung vermieden werden soll, kann man gemäß der Erfindung den Windkessel an einem verfahrbaren Teil der Filterpresse befestigen und vorzugsweise auf der Filterpresse verschiebbar lagern.

Vorteilhafterweise ist der Windkessel so bemessen, daß sein Speiohervermögen bei maximalem Filtrationsdruck mindestens 2o % des Füllungsvolumens der Filterpresse entspricht und vorzugsweise loo bis 3oo % dieses Füllvoluraens beträgt. Ss sind dann ausreichende

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Möglichkeiten gegeben, um eine Bewegung des Filtergutes während der im wesentlichen in Frage kommenden Filtrationsperiode sicherzustellen sowie ein Füllen auch von der Seite der Entnahmeöffnung her zu bewirken.

Zum Druckausgleich bzw. zur Feststellung einer etwa doch erfolgten Verstopfung einer Mittelöffnung ist vorteilhafterweise ein DifferenzdruckT Manometer vorgesehen, das mit der Druckleitung der Fördereinrichtung und der Entnahmeleitung zum Windkessel verbunden ist. Vorteilhafterweise steht dieses Differenzdruck-Manometer derart mit einer Sicherheitsvorrichtung in Steuerverbindung, daß beim Überschreiten eines höchstzulässigen Differenzdruckes die Sicherheitsvorrichtung selbsttätig eingeschaltet wird.

Ferner kann gemäß der Erfindung die Sicherheitsvorrichtung aus einer die Anschlüsse der Filterpresse verbindenden Ausgleichsleitung mit Absperrorganen bestehen, wobei letztere während des Filtrationsvorganges geschlossen, bei ansprechender Sicherheitsvorrichtung jedoch geöffnet wird.

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Auf der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungs-

forraen der Vorrichtung nach der Erfindung beispielsweise dargestellt, durch die gleichzeitig das Verfahren gemäß der Erfindung veranschaulicht wird.

Fig. 1 zeigt eine Filterpresse mit einem nachgeschalteteri Windkessel.

Fig. 2 zeigt einen Teil einer Filterpresse mit einem verfahrbaren Windkessel.

Fig. 3 zeigt eine Filterpresse entsprechend Fig. 1 mit einer zusätzlich dargestellten Sicherheitsvorrichtung und einer Einrichtung zum Zuführen von Druckluft zum Windkessel.

Einer Filterpresse 1 wird aus einem Sammelbehälter 2 für das Filtergut mittels einer Druckpumpe 3 über eine Leitung 4 das Filtergut zugeführt. In der Leitung 4 ist ein Absperrventil 5 vorgesehen. Ferner ist eine Leitung 6 mit einem Absperrventil 7 zur Entleerung der Pumpe vorgesehen. Eine weitere Leitung 8 dient zum Aufbringen einer Filterhilfsschicht. Die Umschaltung

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zwischen Aufbringen der Filterhilfsschicht und dem Filtergut erfolgt über miteinander gekoppelte Ventile 9, Io. Die Einführung des Filtergutes geschieht durch eine Eintrittsöffnung 11 in der feststehenden Endplatte. Die Filterpresse kann im übrigen in üblicher Weise aufgebaut sein.

An der Druckendplatte 12 ist eine Entnahmeöffnung 13 vorgesehen, die mit einem biegsamen Schlauch 14 od.dgl. verbunden ist. Über ein Absperrventil steht dieser Schlauch 14 mit einem Windkessel 16 in Verbindung, der mit Filtergut 17 gefüllt werden kann, wobei ein Luftkissen 18 komprimiert wird.

Beim Füllen der Presse wird zunächst mittels der Pumpe 3 bei geöffneten Ventilen 5 und Io durch die öffnung 11 Filtergut in die Presse eingeführt. Gleichzeitig kann, um eine schnelle Füllung zu bewirken, das Ventil 15 geöffnet werden, so daß Filtergut 17 unter dem Druck des Luftkissens 18 durch die öffnung 13 in die Kammer der Filterpresse eingedrückt wird. Nach erfolgter Füllung der Presse er-

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höht sich der Druck innerhalb der Filterkammer durch die weitere Tätigkeit der Pumpe 3. Wenn der Druck in den Filterkammern den verbleibenden Druck im Windkessel überschreitet, was sehr bald der Fall ist, so wird Filtergut durch die Presse hindurch gefördert und tritt an der öffnung 12 aus. Die Mittelbohrungen der Filterplatten werden dann vom Filtergut durchströmt, so daß sie nicht verstopfen können. Das entnommene Filtergut wird in dem Windkessel 16 gespeichert, wobei sich der Druck des Luftkissens 18 erhöht, so daß die Entnahme gegen Ende der Filtration hin mit verringerter Geschwindigkeit erfolgt.

Wenn die Filtration beendet ist, wird das Ventil 15 geschlossen und die Ventile Io und 7 geöffnet, so daß die restliche Flüssigkeit aus der Leitung 6 austreten kann. Nach Entnahme der Filterkuchen aus der Presse 1 wird der vorher beschriebene Vorgang wiederholt.

An Stelle eines stationären Windkessels 16 und einer flexiblen Leitung 14 kann man auch einen Windkessel 19 an der Druckendplatte 2o befestigen

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und auf dem Rahmen 21 der Filterpresse verfahrbar anordnen. Die Leitung 14¹ zwischen der Entnahmeöffnung Ij5^f und dem Windkessel I9, die dann ebenfalls ein Absperrventil 15^f aufweist braucht dann nicht flexibel zu sein. Einen entsprechenden Windkessel kann man auch auf einer Mittelplatte der Presse anordnen, wenn man das Piltergut durch die öffnungen 11 und I3 in die Presse einführen will. Umgekehrt kann man auch die Einführung von einer Mittelplatte her vornehmen und Windkessel an die öffnungen 11 und I3 der Fig. 1 anschließen. Es ergeben sich dann die vorher erwähnten Vorteile.

Bei der in Fig. 3 dargestellten AusfUhrungsform haben die Teile 1 bis 16 die gleichen Funktionen wie die entsprechenden Teile in Fig. 1. Die Zuführungsleitung 4 und die Entnahmeleitung 14 sind über eine Ausgleichsleitung 22 miteinander verbunden, die durch ein Ventil 23 absperrbar ist. Dieses Ventil 23 steht in Verbindung mit einem Druckmeßgerät 24, das insbesondere als Differenzdruck-Manometer ausgebildet ist und in einer Leitung 25 angeordnet ist. Diese Leitung verbindet die Zu-

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flihrungsleitung K bzw, die Eintrittsöffnung 11 mit einem Stutzen 26 am Windkessel 16, der mit dem Luftkissen 18 in Verbindung steht. Wenn zwisohen dem Luftkissen 18 und damit der Entnahmeöffnung 15 einerseits und der Leitung 4 bzw. der Eintrittsöffnung 11 andererseits ein unzulässig hoher Differenzdruck auftritt, so wird das Ventil 23 geöffnet, so daß ein Druckausgleich Über die Ausgleichsleitung erfolgen kann. Die Filterpresse wird dann praktisch von beiden Seiten her betrieben, so daß also ein weiterer Druckanstieg bei einer etwaigen Verstopfung einer Filterplatte vermieden wird. Außerdem kann an dem Manometer 24 der Druck abgelassen werden und gegebenenfalls der Fil^rationsprozeß abgebrochen werden, so daß eine Beschädigung der Filterpresse durch Plattenbruch od.dgl. vermieden werden kann.

In Fig. 3 ist ferner ein Druckbehälter 27 für die Aufbringung einer Filterhilfsschicht durch die Leitung 8 vorgesehen. In diesen Druckbehälter kann ein Filterhilfsmittel aus, einem Sammelbehälter 28 über eine Leitung 29 mit Absperrventil 3o gegeben werden, wobei außerdem in nicht dargestellter Weise

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eine Trägerflüssigkeit insbesondere in Form von Piltrat zugeführt wird. Ferner ist eine Druckluftleitung 31 vorgesehen. Der Druckbehälter 27 weist eine mit einem Absperrventil 32 verschließbare Entlüftungsöffnung 33 sowie eine ebenfalls mit einem Absperrventil ~$K versehene Leitung 35 aif, die in dem Stutzen 26 des Windkessels 16 mündet.

Vor der eigentlichen Filtration, d.h. also, bevor der Presse mittels Pumpe 3 Filtergut aus dem Sammelbehälter 2 zugeführt wird, wird eine Filterhilfsschicht aufgebracht, was in der Weise geschieht, daß Filterhilfsmittel und Trägerflüssigkeit unter Einwirkung der Druckluft aus der Leitung 3I mit großer Geschwindigkeit durch die Leitung 8 bei entsprechender Stellung der Ventile 9 und Io in die Filterpresse eingeschossen wird. Während dieses Vorganges ist das Ventil 30 geschlossen. Bei erneuter Füllung des Druckbehälters 27 muß die darin befindliche, noch unter Druck stehende Luft entfernt werden, was über die Entlüftungsleitung 33 geschehen könnte. Um aber diesen Druck zum Einbringen des in dem

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Windkessel 16 befindlichen Filtergutes 17 in die Kammern der Filterpresse 1 zu erreichen, wird das Ventil ~$k geöffnet, so daß die aus dem Druckbehälter 27 entfernte Luft zusätzlich in den Windkessel 16 gedrückt wird und dort den Aufgabedruck erhöht, so daß also eine noch raschere Füllung der Filterpresse bewirkt wird, ohne daß gesondert erzeugte Druckluft verwendet zu werden braucht.

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Claims

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Patentansprüche

1. Verfahren zum Filtrieren von insbesondere heterogenem Filtergut, vorzugsweise zum Entwässern von Schlämmen in Filterpressen, dadurch gekennzeichnet, daß während der Filtration mindestens zeitweilig ein Teil des der Filterpresse zugeführten Gutes unter Druck an einer von der Eintrittsstelle des Gutes in die Filterpresse entfernten Stelle wieder entnommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das entnommene Gut in einem Speicherbehälter in Form eines Windkessels gefördert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtergutentnahme nach dem Füllen der Kammern erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis J5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Füllen auch der Entnahmeöffnung Filtergut zugeführt wird.

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5· Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtergutentnahme gegen Ende der Filtration verlangsamt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Speicherkessel und Filterpresse am Ende eines jeden FiItrationsVorganges unterbrochen und zu Beginn des jeweils nächstfolgenden Filtrationsvorganges geöffnet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckunterschied zwischen der Eintritts- und der Entnahmestelle gemessen wird und beim Überschreiten eines vorbestimmten Differenzdruckes die beiden Anschlüsse mittels einer Ausgleichsleitung verbunden werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekenn zei chnet, daß dem Druckspeicher mindestens zeitweise von einem Druckluftsystem Druckluft zugeführt wird.

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9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem Druckbehälter zum Aufbringen von Filterhilfsmitteln noch vorhandene Druckluft dem Speicherkessel zugeführt wird.

10. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 9* dadurch gekennzeich net, daß zumindest Teile der Filterpresse zwischen eine Druckleitung einer Fördereinrichtung und einen Druckbehälter in Form eines Windkessels geschaltet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß der Windkessel an einem verfahrbaren Teil der Filterpresse befestigt und vorzugsweise auf der Filterpresse verschiebbar gelagert ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch Io und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Windkessel so bemessen ist, daß sein Speichervermögen bei maximalem Filtrationsdruck mindestens 2.0% des Füllvolumens der Filterpresse entspricht und vorzugsweise loo bis 300 % des Füllvolumens beträgt.

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13. Torrlohtung nach Anspruch Io bis 12, gekennzeichnet durch ein Differenzdruck-Manometer, das mit der Druckleitung der Fördereinrichtung und der Entnahmeleitung zum Windkessel verbunden ist.

14. "Vorrichtung nach Anspruch Γ5, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzdruck-Manometer derart mit einer Sicherheitsvorrichtung in Steuerverbindung steht, daß beim Überschreiten eines höchstzulässigen Differenzdruckes die Sicherheitsvorrichtung selbsttätig eingeschaltet wird.

15. "Verrichtung nach Anspruch IJ und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsvorrichtung aus einer die Anschlüsse der Filterpresse verbindenden Äusgleichsleitung mit Absperrorganen besteht, wobei letztere während des FiItrationsVorganges geschlossen, bei ansprechender Sicherheitsvorrichtung Jedoch geöffnet wird.

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