DE1611109B2 - Filter mit selbsttaetiger entfernung des filterkuchens - Google Patents

Filter mit selbsttaetiger entfernung des filterkuchens

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Description

Die Erfindung betrifft einen Filter mit selbsttätiger Entfernung des Filterkuchens in jeweils einer von parallelgeschalteten Filtersäulen, deren Längsachsen parallel zur Filterachse und auf einem zu ihr konzentrischen Kreis mit gleichen Winkelabständen angeordnet sind, durch das im Gegenstrom die Filtersäule durchströmende Filtrat, wobei dip jeweilige Filtersäule mit einem periodisch angetriebenen Dreharm zur Ableitung eines den Filterkuchen abhebenden Teilfiltratstromes in Verbindung gebracht wird.
Es sind bereits Filteranordnungen bekanntgeworden, bei denen jeweils eine Filtersäule durch geeignete Steuervorrichtungen aus dem Verband ausgeschaltet, und mit einem Gegenstrom von Druckluft bzw. Filtrat beaufschlagt wird, der den sich in der Zwischenzeit angesammelt habenden Filterkuchen abhebt und durch eine zu diesem Zweck mit dem unteren Ende der Filtersäule verbundenen Leitung austrägt. Das Auslösen des Reinigungsvorganges wird dabei durch Ansteigen des Differenzdruckes zwischen Filtereintritt und Filteraustritt infolge des wachsenden Filterkuchens gesteuert. Bei dieser Lösung müssen die Zuleitung und Ableitung des Reinigungsmit-
tels, die als Kükensegmente ausgebildet sind, beide gleichzeitig verschwenkt werden, um die betreffende Filtersäule aus dem übrigen Verband abzutrennen. Der für diese Verschwenkeinrichtung benötigte konstruktive Aufwand sowie der Platzbedarf sind beträchtlich. Der abgehobene Filterkuchen wird mit der Druckluft oder einem Teil des Filtrates aus dem Filter ausgetragen und muß gesondert aufbereitet werden bzw. geht verloren (deutsche Patentschrift 1 138 021). ίο
Es ist weiterhin vorgeschlagen worden, jeweils das untere Ende einer Filtersäule mit einem Dreharm in Verbindung zu bringen, der über eine Hohlwelle angetrieben wird, die mit dem Außenraum in Verbindung steht. In dem Moment, wo der Dreharm mit einer Filtersäule verbunden ist, strömt das unter Druck stehende Filtrat unter Umkehrung seiner normalen Strömungsrichtung durch die Filtersäule, die Hohlwelle und die Austragsleitung nach außen, wobei es den Filterkuchen abhebt und mitnimmt. Diese Filteranlage stellt bereits eine konstruktiv wesentlich einfachere Lösung dar, im Vergleich zu der vorher beschriebenen Ausführung, jedoch geht der Teil des Filtrates dem Prozeß verloren, der zur Reinigung der Filtersäulen benutzt wurde, außer man unterwirft diesen Austrag weiteren Trennverfahren (deutsche Patentschrift 1486 812).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Filter der oben beschriebenen Art mit einer Einrichtung zu koppeln, die eine Rückgewinnung des zur Reinigung der Filtersäulen verwendeteten Filtrates erlaubt unter gleichzeitiger Abführung des angesammelten Sediments bzw. Filterkuchens. Diese Einrichtung soll dabei vom Druck des Filtrats selbst betrieben werden, also ohne zusätzliche Energiequellen auskommen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dieser verunreinigte Strom in eine Einrichtung zum Sammeln und Wegführen der Verunreinigung geleitet wird, die zwei frei laufende Kolben aufweist, nämlich einen undurchlässigen Antriebskolben und einen porösen Kolben mit Trennwirkung, beide durch eine Stange miteinander verbunden, in jeweils einem von zwei direkt übereinander angeordneten, koaxialen Zylindern mit gemeinsamem Mantel vorgesehen sind, wobei der Antriebskolben mittels Verteiler-Drehschieber, deren Bewegung mit der des Drehanns synchronisiert ist, durch den wechselweise umgekehrten Druck des gereinigten, aus dem Filter austretenden Fluidums, angetrieben wird, und daß der poröse Kolben die am Boden des unteren Zylinders gesammelten Verunreinigungen (oder den Schlammkuchen) ausschiebt, wobei das Ventil sich öffnet.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die selbsttätige Reinigung der Filteranlage kein wertvolles Filtrat verlorengeht und dadurch zusätzliche Trennschritte erspart werden. Ebenso wird die Weiterverwendung oder Vernichtung des Filterkuchens wesentlich erleichtert. Die Rückgewinnung des Filtrats ist außerdem im Hinblick auf Abwasserprobleme von Wichtigkeit.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine Ansicht des Filters, teilweise in Schnittzeichnung,
Fig. 2 einen Zweiwege-Drehschieber (Verteilerkopf) im Schnitt,
F i g. 3 und 4 die zum Sammeln und Wegführen des Schlamms vorgesehene Einrichtung in verschiedenen Arbeitsstellungen,
Fig.5 die Wegführungseinrichtung in vergrößertem Maßstab.
Gemäß der Erfindung besteht das Filter aus einem Hauptteil 1 (F i g. 1), in welchem Filterelemente 2 angeordnet sind, die aus Säulen von mit Rillen versehenen Ringscheiben 3 bestehen, die aufeinandergepreßt sind; die Filterkolonnen stecken in Zylindern 4, die in gleichmäßigen gegenseitigen Abstand auf einer Umfangslinie aufgestellt sind, deren Achse mit der Filterachse zusammenfällt.
Die so gebildeten Filterelemente werden zwischen einer Grundplatte 5 und einer Platte 6 gehalten, die abdichtend im Filterhauptteil untergebracht sind und dadurch drei getrennte Abschnitte 7,8 und 9 abteilen.
Das zu reinigende Fluidum tritt unter Druck durch den Stutzen 10 in den unteren Filterabschnitt 7 ein, gelangt in den Innenraum der Filterkolonnen und entfernt sich gereinigt durch die zylindrischen Ringräume 11, die zwischen den Filterkolonnen und der Innenwand der Zylinder 4 ausgespart sind, und gelangt in den oberen Filterabschnitt 9, von wo es durch die Leitung 12 in einen Lagertank oder zur Verwendungsstelle geleitet wird.
In dem unteren Filterabschnitt 7 ist eine Einrichtung mit einem rohrförmigen Dreharm 13 vorgesehen, der auf einem Hohllager 14 sitzt, welches mit einer nach außen führenden Rohrleitung 15 formschlüssig verbunden ist Der Dreharm ist so ausgeführt, daß sein nach oben gebogenes Ende mit jeweils einem der Eingänge zu den Filterkolonnen in Kontakt geraten kann. Der Dreharm wird durch einen Getriebemotor 16 über eine das Hohllager 14 durchsetzende Welle 17 angetrieben. Das freie Wellenende ist mit einer Nockenscheibe 18 kraftschlüssig verbunden.
Das Filter weist außerdem in seinem oberen Abschnitt 9 einen Druckausgleichskolben 19 auf.
Mit dem Filter selbsttätig zusammenwirkend ist eine Einrichtung zum Sammeln und Wegführen des Schlamms (Verunreinigungen und Sediment) verbunden, wodurch die kontinuierliche Arbeitsweise der Anordnung herbeigeführt wird.
Diese Einrichtung besteht aus einem Zylinderkörper 20 (Fig. 1,3 und 4), der aus zwei getrennten Zylindern 21 bzw. 22 gebildet ist, in denen sich zwei Kolben 23 bzw. 24 verschieben lassen, die untereinander durch eine Welle 25 verbunden sind, welche eine die beiden Zylinder 21 und 22 gegeneinander abschließende Trennwand 26 durchsetzt.
Der Kolben 23 ist vollständig abdichtend in dem Zylinder 21 angebracht und stellt ein doppeltwirkendes Ventil dar, nachdem zwei synchron arbeitende, miteinander verbundene Verteiler-Drehschieber 27 und 28 (F i g. 2) mit zwei Eingängen vorgesehen sind; die Verteiler-Drehschieber sind an entgegengesetzten Eingängen über eine Rohrleitung 29 mit der Leitung 12 (Austritt des gereinigten Fluidums) verbunden, während die anderen Eingänge in ebenfalls entgegengesetzter Anordnung über eine Rohrleitung 30 untereinander und mittels eines Rohres 31 mit der Leitung 12 in Verbindung stehen; die beiden Verteiler-Drehschieber weisen Kurbelarme 32 und 33 auf, die an einer Schubstange 34 befestigt sind, die von einem Lenker 35 bewegt wird, welcher um eine in dem
Lagerbock 37 aufgenommenen Achse 36 verschwenkbar ist; an dem Lenker 35 befindet sich eine Rolle 38, die sich gegen die Nockenscheibe 18 abstützt. Eine Schraubenfeder 39 sorgt für ständigen Kontakt zwischen der Rolle 38 und der Nockenscheibe 18.
Der untere Teil des Zylinders 22 ist an die Rohrleitung 15 durch eine Leitung 40 angeschlossen, während der obere Zylinderteil durch eine Leitung 41 mit dem Stutzen 10 (Eintritt des zu reinigenden Fluidums) verbunden ist. Die beiden Leitungen weisen Ventile 42 und 43 auf, die sich beim Abwärtsgang des Kolbens 24 schließen; dieser Kolben ist porös in solcher Weise, daß er das im Zylinder 22 befindliche Fluidum hindurchtreten läßt, die Verunreinigungen und das Sediment jedoch im unteren Zylinderteil beläßt.
Ferner läßt sich der untere Abschnitt des Zylinders 22 provisorisch verschließen mittels eines Axialventils 44, das durch eine Schraubenfeder 45 vorbelastet ist.
Wenn das Filter in Betrieb genommen ist und der Getriebemotor 16 läuft, arbeitet die Sammel- und Wegführungsanordnung folgendermaßen:
Wenn der Dreharm 13 sich unter einem der Filterelemente befindet, bildet sich unter dem Druck des zuströmenden Fluidums ein Gegenstrom geremigten Fluidums aus, der aus dem Abschnitt 9 kommt und die in der Filterkolonne abgelagerten Verunreinigungen austreibt und sie durch das Hohllager 14, die Rohrleitung 15 und die Leitung 40 in den unteren Zylinder 22 der Rückgewinnungsreinigung leitet. Währenddessen wird, gesteuert von der Nockenscheibe 18, dem Lenker 35 und der Schubstange 34, die den Verteiler-Drehschieber 28 zum unteren Abschnitt des Zylinders 21 geöffnet hat (während der andere Verteiler den Zutritt des Fluidums zum oberen Abschnitt des Zylinders 21 gesperrt hat) unter der Wirkung des Drucks des gereinigten Fluidums, der Kolben 23 nach oben gedruckt und führt den porösen Kolben 24 (Fig.3) mit sich, der das in dem oberen Teil des Zylinders 20 befindliche Fluidum durch die Leitung 41, deren Ventil 43 sich unter diesem Druck geöffnet hat, verdrängt und zum Stutzen 10 (Zutritt des zu reinigenden Fluidums) leitet; die Verunreinigungen und das Sediment verbleiben im unteren Abschnitt des Zylinders 22. Gleichzeitig wird das im oberen Teil des Zylinders 21 vorhandene gereinigte Fluidum von dem Kolben 23 in den Lagertank oder zur Verwendungsstelle gedrückt. Die Reinigung dieser Filterkolonne ist abgeschlossen, sobald die beiden Kolben 23 und 24 ihre obere Endlage erreicht haben.
In diesem Augenblick werden unter der Wirkung der Nockenscheibe 18, die eine Teildrehung ausführt und dabei den Dreharm zum folgenden Filterelement führt, die Verteiler-Drehschieber (27, 28) umgestellt (Fig.4), und infolge des Drucks des gereinigten Fluidums sinkt der Kolben 23 wieder hinab und führt den porösen Kolben 24 mit sich, der das Fluidum durchtreten läßt und gleichzeitig die Verunreinigungen und das Sediment im unteren Teil des Zylinders 22 hält. Während dieser Abwärtsbewegung sind die beiden Ventile 42 und 43 geschlossen. Das im unteren Teil des Zylinders 21 befindliche Fluidum wird vom Kolben 23 durch die Rohrleitung 30 getrieben, die durch den Drehschieber im Gehäuse 28 geöffnet worden war, und von dort in den Vorratstank oder zur Verbrauchsstelle.
Am Ende dieses Zyklus befindet sich der Dreharm unter dem nächsten Filterelement und das Arbeitsspiel zu einer selbsttätigen Entfernung von Ablagerungen beginnt, ebenso wie für jedes folgende Filterelement, von neuem, ohne daß die Einrichtung zum Stillstand kommt.
Wenn die angesammelten Verunreinigungen und Sedimente zu einer beträchtlichen Menge angewachsen sind und einen dichten Kuchen am Boden des Zylinderteils 22 bilden, führt der Druck des Kolbens 23 zum Öffnen des Axialventils 44, so daß die Verunreinigungen von dem Kolben 24 in einen Trog 46, einen Sack oder einen sonstigen passenden Behälter gedruckt werden.
Die aus den Gegenströmen resultierenden Druckverluste werden durch den Kolben 19 im Filter kompensiert.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Filter mit selbsttätiger Entfernung des Filterkuchens in jeweils einer von parallelgeschalteten Filtersäulen, deren Längsachsen parallel zur Filterachse und auf einem zu ihr konzentrischen Kreis mit gleichen Winkelabständen angeordnet sind, durch das im Gegenstrom die Filtersäule durchströmende Filtrat, wobei die jeweilige FiI-tersäule mit einem periodisch angetriebenen Dreharm zur Ableitung eines den Filterkuchen abhebenden Teilfiltratstromes in Verbindung gebracht wird,' dadurch gekennzeichnet, daß dieser verunreinigte Strom in eine Einrichtung (20) zum Sammeln und Wegführen der Verunreinigung geleitet wird, die zwei frei laufende Kolben (23, 24) aufweist, nämlich einen undurchlässigen Antriebskolben (23) und einen porösen Kolben
(24) mit Trennwirkung, beide durch eine Stange
(25) miteinander verbunden, in jeweils einem von zwei direkt übereinander angeordneten, koaxialen Zylindern (21, 22) mit gemeinsamem Mantel vorgesehen sind, wobei der Antriebskolben (23) mittels Verteiler-Drehschieber (27, 28), deren Bewegung mit der des Dreharms (13) synchronisiert ist, durch den wechselweise umgekehrten Druck des gereinigten, aus dem Filter austretenden Fluidums angetrieben wird, und daß der poröse Kolben (24) die am Boden des unteren Zylinders (22) gesammelten Verunreinigungen (oder der Schlammkuchen) ausschiebt, wobei das Ventil (44) sich öffnet.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreharm (13) aus einem Rohrstück besteht und auf einer Welle (17) angebracht ist, die in einem am Boden des Filters befestigten vertikalen Lager (14) verläuft und von einem elektrischen Getriebemotor (16) oder einem anderen Synchronantrieb in Bewegung gesetzt wird, und daß an dem den Motor (16) durchsetzenden unteren Ende der Welle (17) eine Nockenscheibe (18) angebracht ist.
3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreharm (13) und das eine Leirung bildende Lager (14) mit der Einrichtung (20) zum Sammeln der Verunreinigungen durch eine Rohrleitung (15) und eine Leitung (40) verbunden sind, die in den unteren Teil des unteren ■ Zylinders (22) der Einrichtung (20) münden, und daß die Leitung (40) mit einem Rückschlagventil (42) zum Sperren des Rückflusses des Fluidums versehen ist. "
4. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekenn-. ■ zeichnet, daß die Einrichtung (20) zum Sammeln der Verunreinigungen aus zwei übereinanderstehenden Zylindern (21, 22) besteht, die dicht aneinander angeschlossen und durch eine Trennwand (26) voneinander getrennt sind, die gleichzeitig als Führung für die Stange (25) der beiden Kolben (23,24) dient.
5. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil des unteren Zylinders (22) mit einer Leitung (41) versehen ist, die zu dem Eintrittsstutzen (10) für den Zutritt des zu reinigenden Fluidums führt, und daß ein Ventil (43) den Rücklauf des Fluidums in den Zylinder (22) verhindert.
6. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Zylinder (21) in seinem oberen Abschnitt mit einer Leitung (29) versehen ist, die zu dem Austrittsstutzen (12) für das das Filter verlassende gereinigte Fluidum führt, sowie mit einer weiteren Leitung zur Verbrauchsstelle für gereinigtes Fluidum, und daß gleiche Leitungen sich im unteren Teil dieses Zylinders befinden.
7. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteiler-Drehschieber (27, 28) Kurbelarme (32, 33) aufweisen, die zu einer Schubstange (34) führen, deren Bewegung mit der Bewegung des Dreharms (13) synchronisiert ist, wozu ein Lenker (35) dient, der eine Rolle (38) trägt, die sich gegen die Nockenscheibe (18) abstützt, und daß eine Schraubenfeder (39), die die Schubstange (34) umgibt, für ständigen Kontakt zwischen Rolle und Nockenscheibe sorgt.
8. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Wirkung der Verteiler-Drehschieber (27, 28) die Leitungen des oberen Zylinders (21), die mit dem Austrittsstutzen (12) für gereinigtes Fluidum verbunden sind, geöffnet sind, um die Verschiebung des abdichtenden Kolbens (23) zu ermöglichen, der sich wechselweise in einer der beiden Richtungen bewegt, während die beiden anderen Leitungen im entgegengesetzten Rythmus gegenüber den erstgenannten Leitungen geöffnet sind.
9. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden des unteren Zylinders (22) ein federbelastetes Axialventil angebracht ist, durch das periodisch die Rückstände abgeführt werden können, sobald sie eine bestimmte Stärke erreicht haben.
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