DE1536825A1 - Vorrichtung zum Aneinanderdruecken der Filterelemente an Filterpressen - Google Patents

Description

5 KÖLN-MARIENBURG

PFERDM ENGESSTRASSE SO

22. Mai 1967

PATENTANWALT

ALFRED MAXTON 1536825

iDIPL OM-INGENlE U Rj

925 pg 67.6

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Firma Eberhard Hoesch & Söhne, 516 Düren, Postfach 116

Vorrichtung zum Aneinanderrücken der Filterelemente an Filterpressen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aneinanderdrücken der Filterelemente an Filterpressen.

Es ist bereits die Erwägung angestellt worden, daß es zweckmäßig sei, zur Lösung dieser Aufgabe den Druck des Beschickungsgutes auf das hydraulische Druckmittel der Verschlußvorrichtung derart zu übertragen, daß eine Angleichung des Schließdruckes an den jeweiligen Druck des Beschickungsgutes erfolgt. Diese Erwägung stellt deshalb keine Lösung der Aufgabe dar, weil eine einfache Übertragung des Druckes des Beschickungsgutes auf das hydraulische Druckmittel keine für alle Betriebsfälle befriedigende Lösung geben kann, denn die Betriebeverhältnisse ändern sich je nach dem Alter und der Art der Filtertücher, nach der Ober flächenbeschaffenheit der Platten, nach den Reibungswiderstand der Platten auf den Holmen und dgl. mehr. Venn also z.B. neue Filtertücher verwandt werden, so ist sunächat ein

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hoher

hoher Dichtungsdruck erforderlich, um das Gewebegefüge zu' verdichten, d.h. z.B. Kette und Schuß aneinanderzudrücken. Bei benutzten lüchern ist der Dichtungsdruck geringer, bei sehr alten Tüchern wächst er dagegen wiederum an. Außerdem ist der Dichtungsdruck abhängig von der jeweils verwendeten Stoffart : so ist Baumwollgewebe wegen der größeren Quellfähigkeit und Zusammendrückbärkeit quer zur Faserrichtung leichter abdichtbar, als ein entsprechendes Kunststoffgewebe. Die Oberflächenbeschaffenheit der Platten sowie die Dichtbreite sind weiterhin für den Dichtungseffekt von Bedeutung, während der Reibungswiderstand der Platten auf den Holmen einen Teil des Schließdruckes beansprucht und dieser Anteil dem Dichtungsdruck verloren geht.

Aufgrund der vorstehend erwähnten, bekannten Erwägungen wurde vorgeschlagen, die Übertragung in der Weise vorzunehmen, daß der Betriebsdruck auf die größere Fläche eines Differentialkolbens wirkt, dessen kleinere Fläche den Schließdruck im hydraulischen Schließsystem bestimmen soll. Das Verhältnis der größeren zur kleineren Fläche bestimmt sich hierbei nach dem Verhältnis zwischen der wirksamen Fläche der Filterplatten zur wirksamen Fläche des Schließkolbens, wobei jedoch das Verhältnis derart verändert ist, daß ein Überschuß zugunsten des Dichtungsdruckes übrigbleibt. Da aber das Verhältnis der Kolbenflächen des Differentialkolbens unveränderbar ist, besteht keine Möglichkeit irgendeiner Anpassung an die jeweiligen Betriebsverhältnisse, so daß der Änddichtungsdruck, der für die Belastung der Zwischenschichten zwischen den Filterplatten maßgeblich ist, auf den ungünstigsten Belastungefall abgestellt werden muß, d.h. auf ein Filtergewebe, das einen 009814/0693 _owQ,_NAL inspected _noheD

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hohen Dichtungsdruck erfordert, auf eine ungünstige Plattenrauhigkeit und einen hohen Reibungsfaktor zwiechen Platten und Holmen.

Ein weit größerer Nachteil bei der bekannten Vorrichtung unter Verwenden eines Differentialkolbens besteht aber darin, daß es nicht möglich ist, mit einer solchen Anordnung den praktischen Betrieb zu beherrschen : die betriebsdruckseitige Kolbenfläche ist etwa um das 15- bis 30-fache größer als die schließdruckseitige. Das Volumen ist betriebsdruckseitig konstruktiv stark begrenzt, demgemäß ist es schließdruckseitig entsprechend geringer. Durch die Drucksteigerung auf der Betriebsdruckseite werden nun zusätzliche Volumina auf der Schließdruckseite benötigt. Diese ergeben sich einerseits aus der Längung der Holme - insbesondere bei langen Pressen - infolge der Druckzunah - Jes weiteren aus der Ausdehnung des Schließzylinders infolge der Drucksteigerung, zum dritten aus der Zusammendrückbarkeit des Druckmittels im Schließsystem, da dieses mit hoher Geschwindigkeit eingezogen wird, um kurze Schließzeiten zu erlangen, und hierbei gleichzeitig das Einziehen von Luftblasen unvermeidlich ist. Viertens ist die vorgeschlagene Lösung deshalb unbrauchbar, weil schon geringste Leckverluste eine Drucksteigerung auf der Schließseite unmöglich machen. Schließlich aber scheitert dieser Vorschlag an der Tatsache, daß die Filterplatten selbst zusammendrückbar sind, wobei insbesondere bei elastischen Plattenwerkstoffen wie Holz, Kunststoff und Gummi die Querkürzungen sich in der Größenordnung von bis zu 20 $> der Gesamtlänge des Filterplattenpaketes bewegen.

Um alle 00 9 8U/0 693

Um alle diese Nachteile zu beseitigen, wird nach, der Erfindung vorgeschlagen, einen Steuerkolben vorzusehen, der im Sinne des Betriebsdruckes auf den Differentialkolben einwirkt, und mit diesem Steuerkolben einen Druckschalter zu verbinden, der auf den gewünschten Dichtungsdruck einstellbar ist und bei Unterschreiten des eingestellten Dichtungsdruckes den Schließdruck so weit erhöht, bis der eingestellte Dichtungsdruck im Steuerraum wieder erreicht ist. Das Flächenverhältnis des Differentialkolbens ist hierbei nur nach dem Verhältnis der wirksamen Filterfläche zur wirksamen Schließkolbenfläche auszulegen, ohne Zugabe für den Dichtungsdruck.

Diese erfindungsgemäße Anordnung beseitigt alle Nachteile der bekannten Ausführung, ohne ihre Vorteile aufzugeben, denn man wird bei ihr den Dichtungsdruck auf eine besondere Pressenkonstruktion, einen bestimmten Plattenwerkstoff, einen Eeibungszustand der Platten auf den Holmen, eine vorgegebene Oberflächenrauhigkeit und einen dem zu filtrierenden Medium entsprechenden Filtrationsdruck einstellen und ihn über die gesamte Betriebszeit unverändert lassen. Obschon dann der Dichtungsdruck zu Beginn der Betriebszeit höher als erforderlich ist, bestehen hiergegen keine Bedenken, da eine Schädigung nicht zu befürchten ist, vielmehr beim Schließen des Plattenpaketes zum Zusammenpressen von Filtrationsrückständen auf den Dichtflächen ein höherer Dichtungsdruck notwendig sein kann. Man kann aber auch den Dichtungsdruck am Druckschalter in Abhängigkeit von der Betriebsdauer steuern, und zwar selbsttätig oder von Hand, stufenweise oder kontinuierlich.

-009814/06 9 3 Der erfindungsgemäße

Der erfindungsgemäße Steuerraum steht mithin*lediglich unter dem Dichtungsdruck selbst, der verhältnismäßig niedrig ist und etwa 1/5 des Maximalschließdruckes beträgt. Damit sind auch innerhalb des Steuerraumes, der ein nur sehr geringes Volumen hat, Leckverluste praktisch nahezu ausgeschlossen. Die Gefahr des Einziehens von Luft besteht hier nicht, da keine Strömung im Steuerraum vorhanden ist, und die Schwierigkeit, das fehlende Volumen im Schließsystem nachzufordern, wird durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Steuerraumes vollständig beseitigt.

Die Erfindung kann mancherlei Verbesserungen erfahren. So ist es möglich, selbst bei höchsten Anforderungen die Gefahr von Leckverlusten im Steuerraum vollständig dadurch zu beseitigen, daß der Steuerraum mit dem Schließsystem über ein Rückschlagventil verbunden wird. Hierzu kann man besondere, in beiden Richtungen als Rückschlagventil wirkende Schließventile verwenden, bei denen die Öffnung in jeder Richtung unter einem besonderen, ihr zugeordneten Druck erfolgt.

Die Erfindung ist anhand zweier Ausführungsbeispiele wiedergegeben, die in der Zeichnung dargestellt sind. Hierbei zeigt ι

Abbildung 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel mit in die Endfilterplatte eingebautem Druckteller, Abbildung 2 eine entsprechende Ausführungsform mit abgewandeltem Steuerkolben,

Abbildung 3 eine abgewandelte Ausführungsform mit in die Trübeleitung eingebautem Druckteller.

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In Abbildung 1 1st von der Filterpresse lediglich das Kopfstück 5 mit einer Badplatte 6 und der dio Endkammer bildenden Nachbarplatte 7 im senkrechten Hittelschnitt dargestellt. In der Endplatte 6 ist eine Ausnehmung vorgesehen, die durch einen Druckteller B verschlossen ist, welcher Über einen Membranring 3 mit der Endfilterplatte 6 dicht, aber axial um geringfügige Betrage verschiebbar gelagert ist und dessen kammerseitige Fläche 10 mit der entsprechenden Fläche 11 der Endfilterplatte 6 fluchtet. Der Druckteller 8 ist mit einer Kolbenstange 12 verbunden, die einen Steuerkolben 13 trägt. Dieser ist in einem mit dem Kopfstück 5 verbundenen Zylinder H verschiebbar. Die Kolbenstange durchsetzt den gesamten Zylinder und tritt aus dem Zylinderboden 15 aus, so dad der Kolben 13 ζ«ei gegeneinander wirkende Flächen 16 und 17 aufweist. Die wirksame Fläche 10 des Drucktellers β beträgt ein Vielfaches der Kolbenfläohen 16 und 17i so daß diese wirksame Fläche 10 des Druckteilers 8 eusammen mit der Kolbenfläche 16 einen Differentialkolben bildet, der einerseits vom Beschiokungsdruck in der letaten Filterkanmer, andererseits vom SehUeddruek beaufschlagt wird. Hierzu ist der SchlieBraum 18 über eine Leitung 19 mit einer nicht dargestellten Schileedruckpumpe verbunden, die über eine Leitung 20 einen Sehliefikolben 21 in einem Sohllefliylinder 22 bewegt. Dieter Kolben ist in bekannter Veite mit der Filterpresse vereint. Der Zylinder kann alt doppelt wirkender Zylinder autgtbildet und über entsprechende Sohaltorgane und Ventil· mit einer Leitung 23 verbunden werden» die ebenfalls an die SohlieBpumpe angttonlotten ist. Die gesteuert« Druckminderung im SohlieÄsylinder findet Über tin latlattungtventil 24 ttatt, da· in einen RUoJclauffcehalter 25 entleert.

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Gemäß der Erfindung ist an den Steuerraum 26 des Steuer» Zylinders H eine Leitung 27 angeschlossen, die au einen Kontaktmanometer 28 mit drei einstellbaren Schaltstufen für einen niedrigen, 30 für einen mittleren und 31 für einen Höchstdruck versehen iet. Erreicht der nicht dargestellte, auf den Druck ansprechende Gegenkontaktzeiger bei fallendem Druck den ersten Kontaktseiger 29ι so wird die Schlickpumpe betätigt} erreicht er den mittleren Kontaktzeiger 30, so wird die Pumpe ausgeschaltet· Erreicht der Gegenkontaktzeiger den Höohatdruckkontaktzeiger 31, so wird das Entlastungsventil 24 geöffnet, bis der Oegenkontaktzeiger infolge Druckabfalles den Kontaktzsiger erreicht.

i,

Demgemäß ist die Wirkungsweise der erfindungsgemäfien Vorrichtung wie folgt ι Zunächst'wird die Schließpuape eingeschaltet und die Filterpresse geschlossen· Dies geschieht bei einem geringen Druck, Das Entlastungsventil 24 ist hierbei geschlossen. Sobald die Schließlage erreicht ist, baut sich der Druck in der Leitung 19» 20 und im SchlieÄdruckraum 18 auf und schiebt den Kolben 13 nach links, bis die SteuerflUssigkelt im Steuerraum 26 auf einen derartigen Druck gebracht wird, daß der wirksame Gegenkontaktzeiger des Kontaktnianometers den ersten Kontaktseiger 29 überschritten und den mittleren Kontaktseiger 30 erreicht hat· Hierdurch wird die Pumpe ausgeschaltet und der Druck gehalten, soweit er nicht aus irgendwelchen vorerwähnten Gründen absinkt· Der Druck in Stellung 30 ist höher als der Diohtungsdruck, auf den der Zeiger 29 eingestellt ist· Sobald dieser Dichtungsdruck unterschritten bew. erreicht wird, schaltet die Pumpe wieder ein und stellt den höchsten Dichtungsdruck wieder her.

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ORIGINAL INSPECTED Wird nun

Wird nun die Presse in Betrieb genommen, so wirkt der Betriebsdruck auf den Druckteller 8 und verschiebt die Kolbenstange 12 mit dem Kolben 13 nach rechts. Hierdurch sinkt der Druck im Steuerraum, der Gegenkontaktzeiger erreicht den Kontaktzeiger 29» die Pumpe schaltet wieder ein und steigert den Druck im Schließzylinder so weit, bis durch Verschieben des Kolbens 13 nach links der Druck im Steuerraum 26 wieder auf den eingestellten Dichtungsdruck gestiegen ist. Ist der Filtrationsvorgang beendet, so wird die Trübe-Pumpe abgeschaltet und dadurch der Druckteller θ entlastet, so daß die Kolbenstange nach links geht und der Druck im Steuerraum 26 über die Stellung des Zeigers 30 hinaus ansteigt, bis der Zeiger 31 erreicht wird. Hierdurch wird das Entlastungsventil geöffnet und das Drucköl über eine einstellbare Drossel am Entlastungsventil 24 abgelassen. Sobald auf diese Weise der Gegenkontaktzeiger des Kontaktmanometers 28 die mittlere Stellung 30 erreicht hat, wird das Entlastungsventil wieder geschlossen.

TJm zur größten Sicherheit Leckverlusten im Steuersystem zu begegnen, ist eine Verbindungsleitung 32 zwischen Schließsystem und Steuersystem vorgesehen, in die ein Schließventil 33 eingebaut ist. Dieses läßt das Schließmittel aus dem Schließsystem in das Steuersystem dann übertreten, wenn der einstellbare Dichtungsdruck im Steuersystem unterschritten

_o wird, so daß dieses stets unter Überdruck steht und Leckver-

co luste im Steuersystem ausgeglichen werden. Andererseits offen

-* net das Ventil vom Steuersystem zum Schließsystem dann,

Q wenn der Druck im Steuersystem ein gewisses Maß übersteigt, cn

Nach Abbildung 2 ist der Steuerkolben so ausgebildet, daß seine wirksame steuerrau.mseitige Fläche 17 um etwa 15 $>

größer

größer ist, als die wirksame Fläche 16 im Druckraum. Hierdurch wird erreicht, daß sich der Steuerraum "beim Schließvorgang bis zu einem einstellbaren Pestanschlag jedesmal neu füllen kann, da unterhalb des einstellbaren Sperrdruckes im Schließventil der Steuerkolben selbst als Differentialkolben wirksam ist, mit der Folge, daß sich je Lastspiel der Steuerraum bis zum Anschlag des Kolbens vergrößert.

Die Ausführung nach Abbildung 3 macht von der gleichen Anordnung Gebrauch. Gleiche Teile sind deshalb mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Kolbenstange ist hier als Rohrstück 34 ausgebildet, welche über einen Plansch 35 mit der Trübeleitung 36 verbunden ist. Das Gehäuse des Zylinders 14 ist erweitert und enthält fluchtend einen Zylinderteil 37 für einen Betriebsdruckkolben 38, in den bei 39 Waschflüssigkeit, Blasluft oder Druckluft eingeführt wird, wobei der Kolben 38 dem Druckteiler 8 nach Abb. 1 entspricht. Außerdem ist das Gehäuse erweitert zu einem daran anschließenden und mit ihm fluchtenden Zylinder 40 mit Druckteller 41, der ebenfalls dem Druckteller 8 entspricht, dabei aber das Ende der Kolbenstange 34 bildet. Der Zylinder 40 ist über Flanschverbindung 42 mit dem Zuleitungsrohr 43 der Trübe zur Filterpresse verbunden.

Die Erfindung kann mancherlei Abwandlungen erfahren. So kann sie auf ähnliche Fälle angewandt werden, bei denen die Aufgabe besteht, einen Dichtungsdruck zwischen zwei gegeneinander abzudichtenden Teilen, wie z.B. zwischen zwei Flanschen, unverändert aufrechtzuerhalten, wenn auch der Innendruck Schwankungen unterworfen ist, und hierbei die Schwankungen im Innendruck zur Steuerung des Dichtungsdruckes auf die gleichbleibende Stärke zu benutzen.

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Eine andere, nicht dargestellte Ausführungsform besteht darin, daß der Torbeschriebene hydraulische Schließdruckregler durch eine einerseits vom Druckteller 8 entlastete, andererseits vom Schließdruck belastete hydraulische oder elektrische Druckmeßdose ersetzt wird, deren Anzeige zur Steuerung der Schließdruckpumpe herangezogen wird.

Ansprüche :

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Claims (1)

1. An β"ρ rü-c h β ι

   — 11-» j Darf nicftt-jjeändert werden j

   1, Vorrichtung sum Aneinanderdrücken der Filterelemente an Pilterpressen unter gleichbleibendem, einstellbarem DichtUBgβdruck wischen den Dichtflächen der Element« bei wechselndem Betriebsdruck Im Besohickungsraum, mit einem Differentialkolben, dessen eine Seite vom Betriebsdruck und dessen andere Seite rom Schließdruck beaufschlagt wird, gekennzeichnet durch einen auf den Differentialkolben (8, 13) im Sinne des Betriebsdruckes wirkenden Steuerkolben (13) und einen mit ihm verbundenen, auf den gewünschten Dichtungsdruok einstellbaren Druckschalter (28), der bei Unterschreiten des Dichtungsdruckes den Schließdruck entsprechend erhöht.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, ?oh g n k e η η -■ zeichnet, dafl der SteuerkolWa (13) auf der Kolbenstange (12) des Differentialkolbens (8,13) angeordnet ist.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η -

   ζ ei oh η e t, daß der Steuerkolben (13) die gleiche wirksame, Kolbenfläche (17) aufweist, wie die Sohliefldruok-Seite (16) des Differentialkolbens (8, 13).

   4 t Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dal der Steuerkolben (13) auf seiner Steuerraumseite (17) eine größere fläche aufweist, als auf seiner Druokraumseite (16)·

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   5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und A₉ gekennzeichnet durch einen den beiden flächen (Steuer- und Sohließdruekflache 16) gemeinsamen Zylinder (U) und gemeinsamen Kolben (13) mit durchgehender Kolbenstange (12)·

   6, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkfläche (10) des Betriebskolbens (8) einen !eil der Innenwandung (11) der Endfilterplatte (6) bildet und mit dieser in der Normalßtellung fluchtet.

   7« Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsdruckkolben als Druckteller (Θ) ausgebildet ist und mit der Endfilterplatte (6) Über eine Membrane verbunden ist·

   8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein an die Trübe-Zuleitung

   (36) sum Filter angeschlossenes Gehäuse (H, 37, 40), das gleichzeitig den Zylinder (40) für die Trübe und den gemeinsamen, gleichachsigen Zylinder (14) für den Steuerraum (26) und den Sehließdruckraum (18) bildet (Abb· 3)·

   9, Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen weiteren, in einem besonderen Zylinder

   (37) des Gehäuses (14, 37» 40) geführten, auf der gemeinsamen Kolbenstange (34) befestigten Kolben (38) für die Waschflüssigkeit (Abb. 3).

   10· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch

   gekennzeichnet, AsJ die gemeinsame Kolbenstange 0098U/0693

   ■' ■'■■■■- - ■' "^: '" ■ ' als

   -Tf -

   ale Rohr (34) mit dem lichten Durchmesser der Trübeleitung . (36) ausgeMldet und mit dieser fluchtend verbunden 1st» während das Gehäuse (14, 37» 40) in gleicher Welse mit der Trübeleitung derart verbunden 1st, daß die Srlibe in den Zylinderraum des Kolbens (41) für den Irübedruck durch die Kolbenstange (34) eintritt und durch das Gehäuse (40) austritt.

   11. Torrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch ein mit dem Steuerraum (26) verbundenes Eontaktmanometer (28) mit einer (niedrigen) Schaltstufe (29), bei welcher der Sehließdruck erhöht, z.B. die SchlieBdruckpumpe eingeschaltet wird, einer (mittleren) Schaltetufe (30), bei welcher die Pumpe abgeschaltet und «in Entlastungsventil (24) geschlossen gehalten wird, und einer (höchsten) Stufe (31), bei welcher das Entlastungsventil geöffnet wird.

   12. Vorrichtung nach einem 4er Ansprüche 1 bis 11, g · -kennseichnet durch eine V«rbindung»l#ltung (32) «wischen Schiled- (19) und Steuere/·ten (27) und ein in ihr eingebautes Schließventil (33), das »uoindeet als in Richtung ium Steuersystem (27) unter dem Diohtungsdruci: Öffnendes Rückschlagventil, vorsugeweise jedoch gleichseitig al» in Richtung «um Sehließeyete* (19) unter einem höheren Druck öffnendes Doppel-Rückschlagvtntil ausgebildet ist.

   15. Vorrichtung sum Aneinanderdrüoken der Filterelemente an Jilttrprtssen unter gleichbleibendem, einstellbarem Dichtungsdruck !wischen den Dichtflächen der Elemente bei wechselndem Betriebsdruck im Beschickungsaraum,

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   BAD ORIOlNAL ffTJfctBME 1 Mfitt

   gekennzeichnet durch eine rom !Druck des Drucktellers(8)entlastend und dem Schließdruck aus der Leitung (19) belastend beaufschlagte Druckmeßdoae und einen mit ihr verbundenen» auf den gewünschten Dichtungsdruck einstellbaren Druckschalter (28), der bei Unterschreiten des Diohtungsdruckee den Schlioßdruck entsprechend erhöht.

   stn - g·

   BAD 009814/0693

   -AS -

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