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F I L T E R P R E S S E Bei Filterpressen mit ringsum eingespannten,
filtertragenden Pressmembranen konnte das Problem der Filtratableitung bisher nicht
zufriedenstellend gelöst werden. Die bekannten Lösungen verkomplizieren entweder
den Gesamtaufbau der Filterpresse oder weisen andere betriebstechnische Mängel auf.
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In der schweizerischen' Patentschrift Nr. 399 422 (Case 5079) ist
eine Filterpresse mit weichelastischen kannelierten Membranen beschrieben. Es wurde
nun gefunden, dass durch diese neuartigen Membranen eine Uberraschend einfache und
zweckmxssige Lösung des Problems der Filtratableitungen möglich wird.
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Die Erfindung betrifft eine Filterpresse mit wechselweise hintereinandergeschalteten
Druckmittel und Produktkammern, welche durch zwischen Rahmen ringsum eingespannte,
produktkammerseitig kannelierte und mit einem Filter belegte Membranen aus weichelastischem
Material gebildet sind, wobei die Rahmen mit Je einem Kanalsystem für die Zuführung
der Suspension in die Produktkammern, des Druckmittels in die Druckmittelkammern
und die Ableitung des Filtrates aus den Produktkammern ausgestattet sind und die
Kannelierung Jeder Membrane unten in einen im wesentlichen horizontalen Querkanal
mUndet, der mit dem Kanalsystem rUr die Filtratableitung verbunden ist bzw. einen
Teil dieses Kanalsystems bildet.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Querkanäle in
der innerhalb der Produktkammer liegenden unteren Randzone des beweglichen Teiles
der weichelastischen Membranen angeordnet sind.
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Durch wie Verlegung der Querkanal direkt in den beweglichen T 1 der
Membranen und die dadurch mögliche
ebene (profilfreie) Ausbildung
der Membraneinspannfläche kann in aer gesamten Einspannzone ein gleichmässiger optimaler
Einspanndruck aufgebracht werden. Dies hat vor allem den Vorteil einer gleichmässigen
und daher einwandfreien Abdichtung gegen das Eindringen partikulären Materials in
die Einspannzone. Dies ist wesentlich, da andernfalls nach Jedem Oeffnen der Presse
bzw. vor dem folgenden Schliessen alle Einspannflächen gereinigt werden müssen,
was sehr zeitraubend und arbeitsintensiv ist. Die Vermeidung einer Profilierung
im Einspannquerschnitt hat ausserdem den Vorteil einer gleichmässigen Spannungsverteilung,
was sich auf die Lebensdauer der Membrane günstig auswirkt.
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Bei den bekannten Filterpressen mit hartelastischen gewellten Membranen
und solchen bei denen die Freihaltung der Abflussquerschnitte durch ein zwischen
der beidseitig glatten Membrane und dem Filter angeordnetes Drahtgeflecht etc. gebildet
ist, ist die Anordnung von horizontalen Querkanälen im beweglichen Membranenteil
praktisch unmöglich. Wellblechmembranen sind nur senkrecht zu ihrer Wellung elastisch;
durch eine senkrecht zu dieser Wellung verlaufenden Einspannung oder Rinne würde
die Elastizität empfindlich herabgesetzt und die Membrane praktisch unbrauchbar.
Zwischen Membrane und Filter angeordnete Drahtgeflechte od.dgl. kennen praktisch
nur in der Einspannzone fixiert werden. Davon abweichende Konstruktionen sind zu
kompliziert oder haben andere schwerwiegende Nachteile. Die Fortsetzung der zwischen
Membrane und
Filter Durchflussquerschnitte freihaltenden Mittel
in den Einspannquerschnitt hat eine ungleichmässige Verteilung des Einspanndruckes
zur Folge, wodurch partikuläres Material in die Zonen geringerer Flächenpressung
eindringen und sich dort festsetzen kann. Ausserdem tritt insbesondere am Einspannrand
der Membrane eine ungünstige Spannungsverteilung auf, wodurch die Lebensdauer der
Membrane verkürzt wird.
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Durch Anwendung des erfindungsgemässen Prinzips der Anordnung von
Querkanälen direkt im beweglichen Teil der Membrane können auch die Zu- und Ableitung
von Waschflüssigkeit in die Produktkammern und vor allem die Führung der Waschflüssigkeit
innerhalb der Produktkammern wesentlich verbessert werden. Hierzu ist gemäss der
weiteren Erfindung in jeder Produktkammer zumindest eine der beiden weichelastischen
Membranen in der oberen Randzone ihres beweglichen Teiles mit einem zweiten Querkanal
ausgestattet, der entweder mit der Zu- oder Ableitung der Waschflüssigkeit verbunden
ist, wobei der untere Querkanal der gegenüberliegenden Membrane im erstgenannten
Fall als Waschflüssigkeitsableitung und im zweitgenannten Fall als Waschflüssigkeitszuleitung
geschaltet ist. Da bei gefüllter Kammer die Querkanäle etwa in den Kammerecken liegen,
wird durch diese Anordnung eine diagonale Führung der Waschflüssigkeit in den Produktkammern
erreicht.
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Die erfindungsgemäss im beweglichen Teil der Membranen angeordneten
Querkanäle, welche durch die Kannelierung
miteinander verbunden
sind, wirken als Sammel- oder Verteilkanäle; die Funktion ein und desselben Kanals
kann auch wahlweise gewandert werden.
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Die Verbindungen der Querkanäle mit den zugehori gen Kanalsystemen
sind auf eng begrenzte Bereiche der Einspannfläche beschränkt und daher in der Praxis
kaum störend.
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Gemäss einer bevorzugten Variante der Erfindung können dadurch ringsum
durchgehend ebene Membraneinspannflächen geschaffen werden, dass die Querkanäle
im Einspannbereich der Membranen tunnelartig durch das Membranmaterial in das zugehörige
Kanalsystem der Rahmen geführt sind.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 einen Teil dieses Ausführungsbeispiels
im Schnitt, Fig. 2 eine Ansicht einer Membrane der Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt
nach der Linie III - III der Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV 4 IV
der Fig. 2, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V - V der Fig. 2, Gemäss Fig. 1
besitzt die dargestellte Filterpresse wechselweise hintereinandergeschaltete Druckmittelkammern
1 und Produktkammern 2. Die Kammern 1 sind durch die
Membranen 3a,
3b, 3c usw. und Rahmen 4 gebildet und vorzugsweise zur besseren Druckverteilung
durch feste Zwischenwände 5 unterteilt. Durch die Rahmen 4 führt ein Kanalsystem
6 für die Zuführung der Suspension in die Produktkammern 2, ein Kanalsystem 7 für
die Zuführung des Druckmittels in die Druckmittelkammern 1, ein Kanalsystem 8 für
die Ableitung von Filtrat- oder Waschflüssigkeit aus den Produktkammern 2 oder die
Zuleitung von Waschflüssigkeit in die Produktkammern und ein Kanalsystem 16 für
die Zu- oder Ableitung von Waschflüssigkeit. Die Membranen 3a, 3b, 3c usw. sind
Se mit einem Filter 9 bedeckt. Sie bestehen aus weichelastischem Material, wie Gummi,
Kunststoff od.dgl., und weisen produktkammerseitig eine vertikale Kannelierung 10
auf, welche in der unteren Randzone in einen horizontalen Querkanal lla, llb bzw.
llc usw. und in der oberen Randzone in einen zweiten horizontalen Querkanal 17a,
17b bzw. 17c usw. mündet.
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Die Querkanäle lla, llb, llc usw. und 17a, 17b, 17c usw. liegen erfindungsgemäss
innerhalb der Produktkammern 2 im beweglichen Teil der Membrane und sind auf der
der Druckmittelkammer zugewandten Seite durch Wülste 14 verstärkt. Membranen und
Filter sind am Rand zwischen den Rahmen eingeklemmt, wobei die Verbindung zwischen
Produktkammer 2 und Kanalsystem 6 durch eine an siclq bekannte Filterverschraubung
freigehalten ist (siehe z.B. Schweizer Patent Nr. 357 707).
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Die zu entfeuchtende Suspension wird über das Kanalsystem 6 in ie
Produktkammern eingefüllt. Unter dém Einfülldruck
der Suspension
weichen die Membranen 3a, 3b, 3c usw. mit dem Filter 9 und den Kanälen 11 und 17
bis an die Zwischenwand 5 seitlich aus. Bei gefüllter Produktkammer wird der Press-
und Filtriervorgang durch Zurühren von Druckmittel in die Druckmittelkammern 1 eingeleitet.
Während des Press-und Filtriervorganges fliesst das Filtrat aus der Suspension durch
das Filter 9 in die vertikale Kannelierung 10 und wird im unteren Querkanal (Sammelkanal)
lla, llb bzw. llc usw. gesammelt und dem Kanalsystem 8 zugeführt. Der in der Produktkammer
zurückbleibende "trockene" Filterkuchen kann beispielsweise durch eine Waschung
nachbehandelt werden.
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Vorzugsweise wird er dabei entweder diagonal von oben nach unten gewaschen,
indem die Waschflüssigkeit vom Kanalsystem 16 über den oberen Querkanal-(17c) der
einen Kammermembrane (3c) zu und den unteren Querkanal (llb) der gegenüberliegenden
Membrane () b3 in das Kanalsystem 8 abgelassen-wird, oder umgekehrt von unten nach
oben (8 - lIb - 17c ç 16). Dabei bleiben im erstgenannten Fall die Verbindung zwischen
dem unteren Querkanal (llc) und dem unteren Kanalsystem 8 der erstgenannten Membrane
(3c) und die Verbindung des oberen Kanalsystems (16) mit dem oberen Querkanal (17b)
der zweitgenannten Membrane (3b) geschlossen. Diese Schaltung der Kanäle wird bei
der Herstellung der je aus einem Rahmen und zwei filterbelegten Membranen bestehenden
Baueinheiten berücksichtigt; diese werden entsprechend ihrer Schaltung
als
sogenannte Wasch- oder Druckplatten bezeichnet.
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Fig. 2 zeigt die Kannelierung 10, welche zwischen dem oberen Querkanal
17 und dem unteren Querkanal 11 verläuft, die beideim beweglichen Teil der Membrane
3 liegen (Fig. 1). Die beiden unteren seitlichen Abflusskanäle 12 verbinden den
unteren Querkanal 11 mit dem Kanalsystem 8 für die Ableitung des Filtrates oder
die Ab- oder Zuleitung von Waschflüssigkeit. Der obere seitliche Abflusskanal 18
verbindet den oberen Querkanal 17 mit dem Kanalsystem 16 für die Zu- oder Ableitung
von Waschflüssigkeit. Selbstverständlich sind auch andere Schaltungen möglich.
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In Fig. 3, 4 und 5 ist je ein Ausschnitt der Membrane der Fig. 2
in vergrössertem Massstab dargestellt.
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Gemäss Fig. 3 ist die Kannelierung durch Verminderung der Membrandicke
gebildet, wobei die dadurch entstehenden Kanäle 10 und Rippen 19 vorzugsweise etwa
den gleichen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
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Gemäss Fig. 4 liegt der den unteren Querkanal 11 mit dem Ableitungskanal
13 verbindende Kanal 12 im Innern der Membrane 3> wodurch eine zusammenhängende
glatte Oberfläche auch in diesem Teil der Einspannzone entsteht.
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In Fig. 5 sind die Formgebung von Membrane und Rahmen im Bereich
der Membraneneinspannung in grösserem Massstab dargestellt. Die Membrane 3 ist auf
der Rückseite der Kannelierung 10 mit einem dem Querkanal 11 entlang
verlaufenden
Verstärkungswulst 14 ausgestattet. Dieser Wulst und der ihm gegenüberliegende druckkammerseitige
Rahmenteil 15 sind in ihrer Form aneinander angepasst.
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Dadurch bleibt die Form des Querkanals 11 auch unter Druck im wesentlichen
bestehen. Ausserdem wird durch die Verstärkung die Abnützung in dieser naturgemäss
empfindlichen Zone auf ein Minimum reduziert. In gleicher Weise sind auch ein gleichartiger
Verstärkungswulst des oberen Querkanals 17 und der diesem benachbarte Rahmenteil
aneinander angepasst (Fig. 1).
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Durch die- neuartige Anordnung der Querkanäle im beweglichen Teil
der Membrane und die dadurch erhaltenen glatten Oberflächen an den einzuspannenden
Randflächen ist die Membrane zusammen mit dem Filter 9 so dicht zwischen die Rahmen
4 einspannbar, dass während des Press-, Filtrier-und Waschvorganges an keiner Stelle
partikuläres Material (Pressgut) zwischen Rahmen und Filter gelangen kann. Wird
das trockenen Pressgut anschliessend aus den Produktkammern entleert, so bleiben
praktisch keine Reste zurück und die Filterpresse kann, ohne dass die Dichtungsflächen
gereinigt werden müssen, sofort wieder für einen neuen Filtriervorv gang zusammengespannt
werden.