DE1786168B1 - Scheibenfilter - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Scheibenfilter, 2 979 204), bei denen in einem liegenden zylindri-

insbesondere als Anschwemmfilter, bestehend aus sehen Gehäuse aus rechteckigen Platten bestehenden

einem etwa zylindrischen Filtergehäuse, in welchem Filterelemente waagerecht übereinander angeordnet

eine zentrale, dem Filtrationsabfluß dienende Hohl- sind. Zum Entfernen des Filterkuchens werden diese

welle drehbar gelagert ist, auf welcher eine Mehrzahl 5 an ihren Stirnenden in besonderen Schildern gelager-

von vorzugsweise nur oben flüssigkeitsdurchlässigen ten Platten aus den liegenden Gehäusen herausge-

Filterscheiben befestigt sind, die während des Kuchen- zogen und um ihre gemeinsame Längsachse ge-

abwurfs von einer im wesentlichen horizontalen Lage schwenkt, so daß ihre Filterflächen in eine senkrechte

in eine vertikale Lage schwenkbar angeordnet sind. Lage kommen und der Kuchen abfällt. Es ist jedoch

Filter dieser Art werden vornehmlich als An- io einleuchtend, daß auch derartige Filter zum Beseitischwemmfilter unter Zuhilfenahme einer Filterhilfs- gen des Filterkuchens einen erheblichen Arbeitsaufschicht verwendet. Eine derartige Filterhilfsschicht wand und Platzbedarf erfordern, da von Hand durchkann beispielsweise dadurch erzeugt werden, daß eine zuführende Manipulationen notwendig sind und der mit suspendiertem Kieselgur versetzte Anschwemm- Platz für das Auffangen der Filterrückstände nicht flüssigkeit in das Filtergehäuse eingebracht wird, wo- *5 anderweitig nutzbar ist.

bei das Kieselgur auf den horizontal angeordneten Es sind ferner Filter bekannt (deutsche Patent-Filterelementen zum Absetzen gebracht wird. Nach schrift 924746), bei denen die in einem vertikalen Beendigung dieses Anschwemmvorganges wird die zylindrischen Gehäuse auf einer senkrechten Hohl-Anschwemmflüssigkeit aus dem Filtergehäuse abge- welle übereinander angeordneten Filterscheiben nach lassen und der eigentliche Filtrationsvorgang einge- a° Beendigung des Filtrationsvorganges in schnelle leitet, indem die zu filtrierende Trübe in das Scheiben- Umdrehung versetzt und eine Zeitlang rotiert werfilter eingebracht wird, wobei auf den mit der Filter- den, wobei der Filterkuchen von den horizontal Hehilfsschicht versehenen Filterscheiben ein Filter- genden Scheiben abgeschleudert wird. Dies bedingt kuchen entsteht. jedoch eine relativ robuste Konstruktion, da einerseits

Wegen der horizontalen Anordnung der Filter- 25 verhältnismäßig große Massen beschleunigt werden

scheiben haben derartige Scheibenfilter den Vorteil, müssen, andererseits erhebliche Winkelgeschwindig-

daß sie gegen Druckschwankungen unempfindlich ketten erforderlich sind, um die in der Nähe der

sind, so daß selbst Druckunterbrechungen während Welle auf den Filterscheiben ruhenden Teile des FiI-

des Filtrationsvörganges zulässig sind. Ferner kann terkuchens nach außen zu schleudern. Ein weiterer

der auf den Filterscheiben gebildete Filterkuchen 30 Nachteil derartiger Scheibenfilter besteht darin, daß

beim Ablassen der Trübe aus dem Filtergehäuse die mit hoher Wucht an den zylindrischen Mantel des

wegen der besonderen räumlichen Anordnung der Filtergehäuses geschleuderten Schlammteile nicht

Scheiben nicht von den Filterscheiben herabfallen. immer vollständig in den leicht zu reinigenden

Das Entfernen des Filterkuchens von horizontal Bodenraum des Filtergehäuses abfallen, sondern zum angeordneten und mehreren übereinanderliegenden 35 Teil am ganzen Umfang des Filtergehäuses haften Filterflächen bietet gewisse Schwierigkeiten und er- bleiben, was zu erheblichen Schwierigkeiten zur Befordert besondere Maßnahmen. So ist es bei verschie- seitigung dieser Schlammreste führt und unter Umdenen bekannten Filterbauarten üblich, nach Beendi- ständen besondere Hilfsmittel, wie Abstreifer, Spülgung des Filtrationsvorganges die Filterelemente mit einrichtungen od. dgl., erforderlich machen,
ihren waagerecht liegenden Filterflächen in eine senk- 40 Es ist schließlich bereits vorgeschlagen worden rechte Stellung zu bringen, so daß der Filterkuchen (deutsche Offenlegungsschrift 1486 813), die die durch eigenes Gewicht von den Filterflächen ab- Filterscheiben tragende Welle in Drehschwingungen rutscht. Dabei kann das Loslösen des Filterkuchens zu versetzen und dadurch den Filterkuchen abzudurch eine Rückspülung mittels Flüssigkeit oder schleudern, wobei jedoch sehr hohe dynamische durch Rückblasen mittels Dampf oder Gas unterstützt 45 Kräfte auf den Behälter einwirken, was eine massive werden. Konstruktion erforderlich macht. Die obenerwähn-

Bei einer bekannten Ausführung eines derartigen ten Nachteile werden dadurch auch nur zum Teil

Filters (schweizerische Patentschrift 346 862) sind beseitigt.

auf einer senkrecht stehenden Hohlwelle die Filter- Es ist somit Ziel der vorliegenden Erfindung, ein

scheiben übereinander aufgereiht und von einem 50 Scheibenfilter zu schaffen, welches die obenerwähn-

zylindrischen Gehäuse umschlossen. Das Gehäuse be- ten Nachteile nicht aufweist und bei dem es möglich

sitzt zwei horizontale Lagerzapfen, deren Mittelachse ist, in einem völlig geschlossenen ortsfesten Gehäuse

etwa durch den Massenmittelpunkt des Filters geht. die während des Filtrationsvorganges in waagerechter

Wird das Gehäuse um seine Lagerzapfen gekippt, so Lage befindlichen Filterscheiben auf einfache Art und

gehen die Filterscheiben aus der waagerechten Lage 55 unter geringem Energieaufwand zum Abstoßen des

in eine senkrechte Lage über. Der besondere Nachteil Filterkuchens zu bringen.

dieser Filterausführung besteht darin, daß das ge- Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß

samte Filter mit dem Gehäuse gekippt werden muß, das zylindrische, ortsfest angeordnete Filtergehäuse

Dazu müssen entweder alle Rohrleitungen vom Ge- mit seiner Hauptachse unter einem Winkel von etwa

häuse gelöst werden oder lange flexible Schläuche für 60 45° zur lotrechten Ebene aufgestellt und daß die

die Zu- und Ableitung der Flüssigkeiten verwendet Filterscheiben unter einem Winkel von etwa 45° an

werden. In beiden Fällen bedeutet dies eine Vermin- der mit einem Antrieb versehenen Hohlwelle befestigt

derung der Funktionssicherheit, da sowohl lösbare sind.

Flanschverbindungen als auch flexible Leitungen na- Durch Schwenken der die Filterscheiben tragenden

turgemäß störanfällig sind. Überdies müssen für jeden 6g Hohlwelle um 180° gelangen die Filterscheiben in

Filtrationszyklus große Massen bewegt werden, was eine im wesentlichen lotrechte Ebene, in welcher der

nachteilig ist. Filterkuchen auf Grund seines Eigengewichts abfallen

Es sind ferner Filter bekannt (USA.-Patentschrift und entlang der geneigten Behälterwand zu dem im

Boden des Filtergehäuses angeordneten Schlammsammelraum abgleiten kann.

Ein besonderer Vorteil des Scheibenfilters nach der Erfindung besteht darin, daß auf die Filterscheiben keine dynamischen Kräfte einwirken, so daß die einzelnen Bauelemente leichter und mit geringerer Festigkeit ausgeführt werden können. Ferner muß der Durchmesser des Gehäuses nur geringfügig größer als der Durchmesser der Filterscheiben sein. Bei einer derartigen Konstruktion ergibt es sich nämlich, daß ein in der Ebene der lotrecht stehenden Platten durch den zylindrischen Mantel des Gehäuses geführter Schnitt eine Ellipse darstellt, deren kleine Achse nur wenig größer als der Durchmesser der Filterelemente und deren große Achse bei einer Schräglage des Filtergehäuses von rund 45° etwa l,4mal so groß ist. Dies bedeutet, daß zwischen dem unteren Rand der Filterscheiben und der Behälterwand ein Abstand von etwa 40% des Behälterradius auftritt, so daß der Schlamm ohne Behinderung durch die Filterscheiben zum Boden des Filtergehäuses hin ab-

» gleiten kann.
Je nach Beschaffenheit des Filterkuchens läßt sich das Ablösen dadurch unterstützen, daß beim Schwenken der Hohlwelle ein mit dieser verbundener Hebel gegen einen Anschlag gefahren wird, um durch Erschütterungen ein Ablösen des Filterkuchens von seiner Unterlage hervorzurufen.

Bei relativ festen, schlecht gleitenden Filterkuchen kann eine die Filterscheiben schraubenlinienförmig umschließende und an der Innenwand des Filtergehäuses entlang gleitende Förderschnecke angebracht werden, wodurch sich die Möglichkeit ergibt, den Filterkuchen mit Hilfe einiger Umdrehungen der die Filterscheiben tragenden Hohlwelle in den Schlammsammelraum hinein zu befördern.

Für die Unteransprüche ist nur im Zusammenhang mit dem Hauptanspruch Patentschutz angestrebt.

Die Erfindung ist nunmehr an Hand eines Ausführungsbeispiels in den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 im Aufriß einen Schnitt des Scheibenfilters nach der Erfindung mit den Filterscheiben in Filtrationsstellung und

F i g. 2 eine der F i g. 1 ähnliche Abbildung des Scheibenfilters mit den Filterscheiben in Reinigungsstellung.

F i g. 1 zeigt ein mit einem Deckel 3 und einem Boden 4 versehenes zylindrisches Filtergehäuse 1, dessen Achse gegenüber der Lotrechten geneigt ist. Innerhalb des Filtergehäuses 1 ist eine im Deckel 3 und Boden 4 drehbar gelagerte Hohlwelle 2 angeordnet. Im unteren Bereich des Bodens 4 des Filtergehäuses 1 ist ein Schlammsammelraum 5 vorgesehen. Auf der Hohlwelle 2 sind unter einem Winkel von etwa 45° im wesentlichen am Umfang kreisförmige, nur auf ihren oberen Seiten durchlässige Filterscheiben 6 übereinander angeordnet. Zur Vergrößerung der Filterfläche sind aus geometrischen Gründen an den beiden Enden der Hohlwelle 2 ein oder mehrere halbkreisförmige Filterscheiben 7 angesetzt. Auf den Enden der Hohlwelle 2, jedoch innerhalb des zylindrischen Filtergehäuses 1 sind Streben 9 vorgesehen, an welchen eine entlang der inneren Umfangsfläche des Filtergehäuses 1 sich erstreckende Förderschnecke 8 befestigt ist.

Am unteren· Ende des Filtergehäuses 1 kann ein elektrischer, hydraulischer oder pneumatischer Schwenkantrieb 10 bekannter Bauart befestigt sein, mit welchem die Hohlwelle 2 gedreht werden kann. Am oberen Ende der Hohlwelle ist ferner ein Hebel 11 angebracht, der beim Schwenken der Hohlwelle 2 um 180° gegen einen Anschlag 12 stößt und so einen plötzlichen Stillstand der Schwenkeinrichtung und damit eine Erschütterung der Hohlwelle 2 mit den Filterscheiben 6 und 7 bewirkt. Am unteren Ende des Filtergehäuses 1 ist im Bereich des Sammelraumes 5 ein Eintrittsrohr 14 für die Anschwemmsuspension bzw. die Trübe vorgesehen, wobei dieses Rohr ebenfalls zum Ablassen der Resttrübe aus dem Gehäuse 1 vor dem Schwenken der Filterscheiben 6,7 in die Lotrechte verwendet wird. Im unteren Bereich der Hohlwelle 2 ist ferner ein Austrittsrohr 15 für das Filtrat vorgesehen, durch welches Rohr im Bedarfsfalle ebenfalls ein flüssiges oder gasförmiges Medium zum Abstoßen des Filterkuchens eingeführt werden kann. An der untersten Stelle des Sammelraumes 5 ist ein Ablaßstutzen 16 für den Schlamm vorgesehen. Im oberen Bereich des Filtergehäuses 1 ist schließlich ein Ent- und Belüftungsventil 17 vorgesehen.

F i g. 2 zeigt eine ähnliche Abbildung des Scheibenfilters nach der Erfindung, bei welcher lediglich ein gegenüber Fig. 1 vergrößerter Schlammsammelraum 5 vorgesehen ist, so daß sich eine Schlammableitrinne 5 a mit größerer Neigung ergibt. Ferner ist eine im Bereich der Schlammableitrinne 5 a angeordnete an sich bekannte Spüleinrichtung 13 vorgesehen, mit welcher im Bedarfsfalle der beim Reinigen der Filterscheiben 6, 7 vom Schlamm beaufschlagte Teil des Gehäuseinneren abgespült werden kann.

Die Arbeitsweise des Scheibenfilters nach der Erfindung ist wie folgt: Die Hohlwelle 2 wird in eine solche Stellung gebracht, daß die Filterscheiben 6 und 7 sich in waagerechter Lage befinden, wie dies beispielsweise in F i g. 1 dargestellt ist. Durch das Eintrittsrohr 14 wird die Anschwemmsuspension in das Filtergehäuse 1 gepumpt, wobei das zum Entweichen der Luft dienende Ventil 17 so lange geöffnet bleibt, bis das Filtergehäuse 1 mit Flüssigkeit gefüllt ist. Anschließend wird die das Filterhilfsmittel in Suspension tragende Flüssigkeit durch die Hohlwelle 2 und das Rohr 15 zum Abfließen gebracht, wobei sich das Filterhilfsmittel auf den oberen Flächen der Filterscheiben 6 und 7 ablagert. Sobald eine genügend starke Filterhilfsmittelschicht auf den Filterscheiben 6,7 erreicht ist, wird die restliche, im Filtergehäuse 1 befindliche Ansehwemmsuspension durch den Stutzen 14 abgelassen. Dabei wird das Ventil 17 wieder geöffnet, damit im Filtergehäuse 1 kein Unterdruck entsteht, der zum Einsaugen von Luft durch den Stutzen 15 und die Hohlwelle 2 in den Bereich der Filterscheiben 6 und 7 führen würde. Obwohl die einströmende Luft die Filterhilfsschicht nicht von den Filterscheiben 6, 7 abstoßen kann, so würden trotzdem Risse auftreten, so daß bei der nachfolgenden Klarfiltration trübes Filtrat anfallen würde.

Nach dem Ablassen der restlichen Anschwemmsuspension wird das Filtergehäuse 1 durch das Rohr 14 mit der Trübe beschickt, wobei das Ventil 17 zunächst zur Füllung des Filtergehäuses 1 geöffnet bleibt. Das Ventil 17 wird erst dann geschlossen, wenn das Filtergehäuse 1 mit Trübe gefüllt ist. Das Filtrat fließt nun durch das Rohr 15 ab, während die Feststoffe der Trübe auf den Filterscheiben 6, 7 zurückgehalten werden. Sobald die Schlammaufnahmekapazität der Filterscheiben 6, 7 erschöpft ist, wird

der Zulauf der Trübe abgestellt und der Ablaß der Resttrübe aus dem Filtergehäuse 1 vorgenommen, indem dieselbe durch den Stutzen 14 in das Trübevorratsgefäß zum Zurücklaufen gebracht wird. Dabei kann das Ventil 17 geschlossen bleiben, damit die durch das Rohr 15 eingesaugte Luft den Filterkuchen von den Filterscheiben 6, 7 zu lösen beginnt. Sobald die Resttrübe aus dem Filtergehäuse 1, 2 abgelaufen ist, wird der Schwenkantrieb 10 in Tätigkeit versetzt und die Hohlwelle um 180° gedreht. Dadurch ge- ίο langen die Filterscheiben 6, 7 in eine lotrechte Stellung, wobei der Filterkuchen durch sein Eigengewicht von den Filterscheiben 6, 7 abfällt. Beim Schwenken der Welle 2 stößt der Hebel 11 gegen den Anschlag 12, wodurch die Schwenkbewegung des Schwenkantriebes 10 plötzlich gestoppt und die Filterscheiben einer Erschütterung ausgesetzt werden, so daß auch die letzten Schlammreste von den Scheiben 6, 7 gelöst werden.

In der Praxis ergeben sich natürlich unterschiedliehe Anforderungen im Hinblick auf die Weiterbearbeitung des gewonnenen Schlammes. Will man einen trockenen Filterkuchen gewinnen, so ist es in an sich bekannter Weise vorteilhaft, nach dem Ablassen der Resttrübe durch das Ventil 17 heiße Luft oder ein anderes geeignetes Gas in das Filtergehäuse 1 zu leiten. Nach der Trocknung kann der Filterkuchen leicht von den lotrecht stehenden Filterscheiben 6, 7 abfallen, aber er kann jedoch schlecht vom Sammelraum 5 mit Ableitrinne 5 α zum Ablaßstutzen 16 gleiten. Sein Transport kann daher mit Hilfe der in F i g. 1 dargestellten Förderschnecke 8 bewirkt werden. Dabei muß natürlich der Hebel 11 oder Anschlag 12 entfernt werden, damit durch eine oder mehrere Umdrehungen der Hohlwelle 2 in einer der Schneckensteigung entsprechenden Richtung der von den Filterscheiben 6, .7 abgefallene Filterkuchen zum Ablaßstutzen 16 transportiert wird.

In anderen Fällen könnte es auch zweckmäßig sein, nur einen Teil der Resttrübe abzulassen, worauf der Filterkuchen abgestoßen und mit der in dem Gehäuse 1 verbliebenen Trübe abgelassen wird.

Nach erfolgter Entleerung des Gehäuses 1 wird die Hohlwelle 2 wieder in ihre Ausgangsstellung mit waagerecht liegenden Filterscheiben 6, 7 geschwenkt, worauf eine neue Filtrationsperiode, gegebenenfalls mit Anschwemmung beginnen kann.

Es erscheint nicht immer erforderlich, daß während des Anschwemm- und Filtrationsvorganges die filtrierenden Flächen der Filterscheiben genau waagerecht liegen. In der Reinigungsstellung ist ebenfalls eine gewisse Abweichung von der vertikalen Lage in den meisten Fällen ohne Nachteil. Demzufolge kann die Hohlwelle und die Behälterachse unter Umständen weniger als 45° gegenüber der Vertikalen geneigt sein.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Scheibenfilter, insbesondere als Anschwemmfilter, bestehend aus einem etwa zylindrischen Filtergehäuse, in welchem eine zentrale, dem Filtrationsabfluß dienende Hohlwelle drehbar gelagert ist, auf welcher eine Mehrzahl von vorzugsweise nur oben flüssigkeitsdurchlässigen Filterscheiben befestigt sind, die während des Kuchenabwurfs von einer im wesentlichen horizontalen Lage in eine vertikale Lage schwenkbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische, ortsfest angeordnete Filtergehäuse (1) mit seiner Hauptachse unter einem Winkel von etwa 45° zur lotrechten Ebene aufgestellt ist und daß die Filterscheiben (6, 7) M unter einem Winkel von etwa 45° an der mit ™ einem Antrieb (10) versehenen Hohlwelle (2) befestigt sind.

2. Scheibenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (2) einen gegen einen Anschlag (12) stoßenden Hebel (11) aufweist.

3. Scheibenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dicht an der Innenwand des Filtergehäuses (1) vorbeigleitende, mit der Hohlwelle (2) verbundene Förderschnecke (8) vorgesehen ist.

4. Scheibenfilter mit trichterförmigem Schlammsammelraum nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Schlammableitrinne (5 a) über die beim Kuchenabwurf gegebene Entfernung der in lotrechter Stellung stehenden, extrem liegenden beiden Filterscheiben mit großer Neigung erstreckt.

5. Scheibenfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß „ mindestens eine Filterscheibe (7) am oberen und/ f oder unteren Ende der Hohlwelle (2) kreissektorförmig ausgebildet sind.

6. Scheibenfilter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (10) der Hohlwelle (2) ein an sich bekannter pneumatischer Schwenkantrieb ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen