DE2034308A1

DE2034308A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Filterkuchenstärke an Filterelementen von Anschwemmfiltern

Info

Publication number: DE2034308A1
Application number: DE19702034308
Authority: DE
Inventors: Lothar 6551 Gutenberg Stöbe
Original assignee: Seitz-Werke GmbH
Current assignee: Seitz-Werke GmbH
Priority date: 1970-07-10
Filing date: 1970-07-10
Publication date: 1972-01-20
Also published as: GB1354721A; DE2034308C3; US3748263A; DE2034308B2; FR2097972A5; CH521777A

Description

Seitz-Werke G.m.b.H., 655 Bad Kreuznach P 2192 - G 2193 (Pat: Rf/si - 7·7·197Ο)

Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Filterkuchenstärke an Filterelementen von Anschwemmfiltern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Messen der Filterkuchenstärke an Filterelementen von Anschwemm-

kesselfiltern. ,

Für eine wirtschaftliche Anschwemmfiltration in den vorausgesetzten Filterapparaten ist neben anderen Eigenschaften auch die Stärke des auf den Filterelementen anhaftenden Filterkuchens von Bedeutung. Mit größerer Kuchenstärke erschöpft sich meist die Leistung der Anschwemmschicht. Außerdem erhöht sich an der Filtereingangsseite der Pumpendruck, den viele Flüssigkeiten nicht vertragen und demzufolge der Kuchen entfernt oder auf eine vertretbare Stärke abgetragen werden muß.

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Aus der Erkenntnis, daß zur günstigen Filtration die Kuchenstärke wesentlich beiträgt und sie keinem allgemein verbindlichen Maß unterliegt, sondern auf Erfahrungswerten beruht, die für jedes Filtergut verschieden sind, wurden bereits Fege mit unterschiedlichen Lösungen beschritten, um die Kuchenstärke während eines Filtrationsvorganges zu messen. Überwiegend bedienen sich die bekannten Meßverfahren mechanischer Einrichtungen, besonders in Form eines gegen die Kuchenfläche gerichteten längs- oder drehbeweglichen Fühlers, der auf eine vorgegebene

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Kuchenstärke einstellbar ist und bei Berührung des Filterkuchens ein Signal zum Unterbrechen des Filtratiorisvorganges gibt (DBP 1.019.999).

Die Erfindung beschreitet einen neuen ¥eg zum Messen der Stärke des an Filterelementen anhaftenden Filterkuchens und vermeidet hierbei den bei bekannten Verfahren erforderlichen Aufwand an mechanischen Einrichtungen. Insbesondere stellt sich die Erfindung die Aufgabe, die Messung ohne Einwirkung durch ein am Filterkuchen angreifendes Organ unmittelbar im Verlauf der Filtration

P durchzuführen, damit Beschädigungen des Filterkuchens zum Nachteil des laufenden Filtrationsprozesses sowie auf die Kuchenbeeinträchtigung zurückführbare Falschmessungen vermieden werden. Mit Rücksicht auf die Bedienungspersonen der vorausgesetzten Filter verfolgt die Erfindung das weitergehende Ziel, ein Meßverfahren zu schaffen, das bezüglich seiner apparativen Mittel wesensgleich mit dem eigentlichen Filtrationsprozeß ist und für das es keiner besonderen technischen Kenntnisse bedarf. Demgemäß besteht das erfindungsgemäße Verfahren darin, daJ3 von der im Filter einge-

fc führten Trübe ein Teilstrom über einen einem Filterelement im Abstand der vorbestimmten Kuchenstärke gegenüberstehenden Filterkörper fortgesetzt nach außen geleitet und auf diesem nach Überdeckung durch den Kuchen des Filterelements eine Filterschicht angeschwemmt und damit der Teilstrom filtriert wird und daß vom Filtrat die vorbestimmte Kuchenstärke angezeigt wird. Hierzu wird zweckmäßigerweise unter der Einwirkung des Filterinnendrucks der Teilstrom nach außen geleitet und auf dem Filterkörper die filtrierende Schicht angeschwemmt. In vorteilhafter Feiterbildung der Verfahrensweise nach der Erfindung wird der Teilstrom in einen unter atmosphärischem Druck stehenden Sammelbehälter, bei-

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spielsweise in den dem Filter vorgeordneten Anschwemmbehälter geleitet und durchströmt auf dem Wege zu dem Sammelbehälter eine Leitungsstelle zum Beobachten und/oder zum Messen seiner Beschaffenheit .

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch, gekennzeichnet, daß der Filterkörper nach Art eines

je/ Hohlkörpers ausgebildet ist und als Grundfläche ein Anschwemmgewebe und ein mit einer Aussparung versehenes Stützgewebe sowie einen die Gewebe verbindenden flüssigkeitsdichten Mantel besitzt. Mit dem einem Filterelement zugewandten Stützgewebe ist er auf dem in das Filterinnere eingeführten Ende einer längsverstellbaren Spindel befestigt und mit dem vom Mantel und den Geweben umschlossenen Innenraum an eine mit einer Beobachtungs- und/oder Meßstelle versehenen, nach außen führenden Flüssigkeitsleitung angeschlossen. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Spindel in einem außen am Filterkessel, beispielsweise auf dem Kesseldeckel befestigbaren Gehäuse gelagert und mit einem Gewinde versehen, an dem eine im Gehäuse angeordnete Mutter zum Längsbewegen der Spindel angreift. Zweckmäßigerweise ragt hierbei das dem Filterkörper entgegengesetzte Spindelende aus dem Gehäuse heraus und besitzt eine den jeweiligen Abstand des Filterkörpers zu dem benachbarten Filterelement anzeigende Meßskala. Nach einer weitergehenden Ausfiihrungsformder Erfindung bildet die Spindel das Eingangsende der nach außen, beispielsweise in den Anschwemmbehälter führenden Flüssigkeitsleitung und ist zu diesem Zweck mit einer am Iraienraum des Filterkörpers angeschlossenen achsialen Bohrung versehen, die in einen dem Verstellweg "der Spindel angepaßten Gehaus er ?min mündet, von dem die nach außen führende Flüs-

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sigkeitsleitung in Form eines Geh.auseka.nals fortgesetzt ist, der seinerseits zu einem zum Beobachten und/oder Messen des Teilstromes dienenden Gehäusefenster erweitert ist.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels ist die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

k Figur 1 die Vorrichtung im Längsschnitt

Figur 2 die an einem vertikalen Anschwemmkesselfilter angebrachte Vorrichtung.

Die mit 10 bezeichnete Vorrichtung besteht im wesentlichen a,us einem Gehäuse 11, einer sich darin längsbeweglich erstreckenden und mit gegenüberstehenden Enden über die vordere und rückwärtige Gehäusebegrenzung ragenden Spindel 12 sowie einem auf dem vorderen Spindelende befestigten Filterkörper 13«

W Der nach Art eines Hohlkörpers mit rundem oder eckigem Querschnitt ausgebildete Filterkörper 13 besitzt an einer Grundfläche ein mit einer zentrischen Aussparung 18 versehenes Stützgewebe 14 und an der anderen Grundfläche ein durchgehendes Anschwemmgewebe 15» Ein flüssigkeitsdichter Mantel 16 verbindet die mit parallelem Abstand zueinander stehenden Gewebe 14 und 15· Im Bereich des Gewebes Ik weist der Mantel 16 einen nach außen ragenden Ansatz Ί7 auf. .

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Die im Gehäuse 11 gelagerte Spindel 12 trägt ein Gewinde 20. Es steht in Eingriff mit einer im Gehäuse 11 eingesetzten Rändeimutter 21. Ein Stift 19 sichert die durch die Schraubverbindung 20, 21 längsverstellbare Spindel 12 gegen Verdrehen. Außerdem besitzt die Spindel 12 ajn rückwärtig aus dem Gehäuse 11 ragenden und zweckmäßigerweise mit einer Fläche versehenen Ende eine Meßskala 22. Das entgegengesetzte vordere Spindelende bildet gleichzeitig die Eingangsseite einer vom Filterkörper 13 nach außen führenden Flüssigkeitsleitung und weist zu diesem Zweck eine am Innenraum des Filterkörpers 13 angeschlossene achsiale Bohrung 23 auf, welche der Gewebeaussparung 18 gegenübersteht. Die Bohrung 23 führt in einen dem Verstellbereich der Spindel ->>v>-^ng:©j5aßten Gehäuseraum 2k, von dem sich ein rechtwinklig gestalteter Gehäusekanal 25 ins Freie erstreckt. In den Kanal 25 ragt eine den Durchflußquerschnitt drosselnde Schraube 26. Sie greift zweckmäßigerweise am Scheitel der Kanalabwinkelung an und gestattet dadurch die Reinigung des Hohlra,umes 24 sowie des Kanals Im Anschluß an die Drosselschraube 26 ist der Kana,l 25 zu einem mittels einer Lampe 27 beleuchtbaren Gehäusefensters 28 erweitert. Für eine den Kanal 25 nach außen weiterführende Leitung ist ein Befestigungsstutzen 29 am Gehäuse 11 angebracht.

Zur Erläuterung des Meßverfahrens mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll der in Figur 2 schematisch dargestellte vertikale Anschwemmkesselfilter 30 dienen, der mehrere zu einem Paket zusammengefaßte Filterelemente 31 sowie einen vorgeordneten mit Rührwerk 32 ausgerüsteten Anschwemmbehälter 33 für das FiI-

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terhilfsmittel besitzt. Von dem an eine Zuleitung 34 für die Trübe angeschlossenen und unter atmosphärischem Druck stehenden Behälter 33 führt eine Rohrleitung 35 mit zwischengeschalteter Pumpe 36 zur Eingangsseite des Filters 30. Eine weitere am FiI-terausgang angeschlossene Leitung 37 erstreckt sich zu einem Dreiwegeventil 38 und verzweigt dort in eine in den Behälter 33 mündende Leitung 39 sowie in eine Leitung 40, die zu einer nicht daxgestellten Verarbeitungs- oder Bevorratungsstelle für das Filtrat führt. In den Behälter 33 mündet außerdem eine Leitung Sie ist am Stutzen 29 der außen auf dem Deckel des Filters 30 aufsitzenden und zweckmäßigerweise durch eine Flanschverbindung gehaltene Vorrichtung 10 angeschlossen, die mit dem Filterkörper 13 in da.s Filterinnere 30 ragt und dem oberen Filterelement 31 des Paketes gegenübersteht.

Mit 42 ist ferner eine in den Filter 30 eingeführte Leitung für Druckgas oder Druckwasser und mit 43 ein Stromkreis bezeichnet, der von einem nicht dargestellten, am Gehäusefenster 27 der Vorrichtung 10 angebrachten elektrischen Trübungsmesser zur Pumpe führt. In den Stromkreis 43 ist ein auf die Pumpe 36 einwirkender Schalter 44 sowie eine optische oder akustische Signaleinrichtung 45 eingeschaltet.

Zu Beginn des Filtratxonsprozesses wird mittels der Mutter 21 der im Kesselinnern 30 befindliche Filterkörper 13 auf die vorbestimmte und auf der Skala 22 ablesbaren Kuchenstärke ,eingestellt, so daß das Stützgewebe l4 mit parallelem,, der Kuchen&tärke

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angepaßten Abstand dem oberen Filterelement 31 gegenübersteht. Beim anschließenden Anschwemmvorgang fördert die Pumpe 36 aus dem Behälter 33 über die Leitung 35 in den Filter 30 mit Filterhilfsmittel versehene Trübe, die über die Leitung 37» das Ventil 38 und die Leitung 39 wieder in den Behälter 33 zurückfließt. Das Umpumpen der Trübe ist beendet, sobald die Filterelemente 3I einen ausreichend starken Anschwemmbelag aufweisen. Während des Anschwemmvorganges fließt die Trübe ebenfalls in einem Teilstrom über, den Filterkörper 13i die Spindelbohrung 23» den Gehäusekanal 25 und die Leitung 41 in den Behälter 33 a.b. Die Aussparung im Stützgewebe 14 verhindert, daß sich auf beiden Geweben 14, ein Anschwemmbelag bildet.

Beim nunmehr einsetzenden Filtrationsvorgang fördert die Pumpe aus dem Behälter 33 die über die Leitung Jh fortlaufend zugeführte Trübe, der ebenfalls Filterhilfsmittel beigegeben werden kann, über die Leitung 35 in den unter Druck stehenden Filter 30. Unter der Einwirkung des zwischen FiIterinnendruck und Außendruck bestehenden Differenzdruckes fließt anschließend das Filtrat über die Leitung 37» das umgeschaltete Ventil 38 und die Leitung kO ab. Gleichzeitig strömt Trübe im Teilstrom aus dem Filter 30 über den Filterkörper I3, die Spindelbohrung 23» den Gehäusekanal und die Leitung kl in den unter atmosphärischem Druck stehenden Behälter 33 zurück.

Wächst der im Laufe des Filtrationsprozesses sich auf den EIementen 3I absetzende Filterkuchen auf die vorbestimmte Stärke an, dann überdeckt der Kuchen des dem Filterkörper I3 benachbarten

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Elements 31 das Stützgewebe. 14 des Filterkörpers 13· Die Aus-' sparung 18 wird dadurch geschlossen, so daß die weiterhin im Teilstrom abgeführte Trübe vom Ansatz 17 nunmehr zum rückwärtigen Anschwemmgewebe 15 geleitet wi-rd und über dieses in den Filterkörper 13 eintritt und über die Leitungen 23» 25 und 41 in den Behälter 33 fließt. Hierdurch wird,auf dem Gewebe 15 ein Filterhilf smittelbelag angeschwemmt, der bei hinreichender Stärke den Teilstrom filtriert. Wird das Filtrat im Gehäusefenster 28 sichtbar, dann zeigt es der Bedienungsperson an, daß die vorbestimmte * Kuchenstärke erreicht ist und die Filtration unterbrochen werden muß. Bei automatischem Betrieb registriert der am Gehäusefenster angeordnete Trübungsmesser das im Teilstrom abfließende Filtrat und setzt über den Schalter hh die Pumpe j6 außer Betrieb, wobei die Signaleinrichtung 45 eingeschaltet wird.

Von weitergehendem Vorteil ist, daß die Vorrichtung 10 sowohl bei laufendem als auch bei unterbrochenem Filtrationsprozeß zum Messen der Stärke eines bereits auf den Filterelementen 31 vorhandenen fc Kuchens verwendet werden kann. Hierzu wird durch Drehen der Mutter 21 die Spindel 12 soweit längsverstellt, bis das Gewebe 14 des Filterkörpers 13 an der Oberfläche des auf dem oberen Element haftenden Kuchens anliegt. Auf der Skala 22 am rückwärtigen Spindelende 12 ist sodann in beiden Betriebsfällen die tatsächliche Kuchenstärke ablesbar. Bei laufendem Filtrationsprozeß wird die Anlage des Filterkörpers I3 am Kuchen des Elements 31 noch dadurch angezeigt, daß der Teilstrom infolge der Abdeckung des Gewebes und der Aussparung 18 sofort über das Gewebe 15 als Filtrat abfließt. Bei Rückstellung des Filterkörpers 13 auf die vorbestimmte

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Kuchenstärke wird die Aussparung 18 im Gewebe 14 erneut frei, so daß der Teilstrom wieder als Trübe abgeleitet wird.

Patentansprüche;

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Claims

Patentansprüche;

ί1.\ Verfahren zum Messen der Filterkuchenstärke an Filterelementen von Anschwemmkesselfiltern, dadurch gekennzeichnet, daß von der im Filter'eingeführten Trübe·ein Teilstrom über einen einem Filterelement im Abstand der vorbestimmten Kuchenstärke gegenüberstehenden Filterkörper fortgesetzt nach außen geleitet und auf diesem nach Überdeckung durch den Kuchen des Filterelements eine Filterschicht angeschwemmt und mittels dieser der Teilstrom filtriert wird und da.ß vom Filtrat die vorbestimmte Kuchenstärke angezeigt wird.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Einwirkung des FiIterinnendrucks der Teilstrom nach außen geLeitet und auf den Filterkörper die filtrierende Schicht angeschwemmt wird.

3.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, W daß der Teilstrom in einen unter atmosphärischem Druck stehenden Sammelbehälter, vorzugsweise in den dem Filter vorgeordneten Anschwemmbehälter, geleitet wird und auf dem Wege zu dem Behälter eine Leitungsstelle zur Beobachtung und/oder zur Messung seiner Beschaffenheit durchströmt.

h.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (13) nach Art eines Hohlkörpers ausgebildet ist und als Grundfläche jeweils ein Anschwemmgewebe (15) und ein mit einer Aussparung. (18)

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versehenes Stützgewebe (1^) sowie einen die Gewebe verbindenden flüssigkeitsdichten Mantel (16) besitzt und mit dem einem Filterelement (31) zugewandten Stützgewebe auf dem in das FiIterinnere eingeführten Ende einer längsverstellbaren Spindel (12) befestigt ist, wobei der vom Mantel und den Geweben umgebene Innenraum an eine mit einer Beobachtungs- und/oder Meßstelle versehene, nach außen führende Flüssigkeitsleitung (^1) angeschlossen ist.

5.) Vorrichtung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (12) in einem a.üßen am Filterkessel (30)» vorzugsweise auf dem Kesseldeckel befestigbaren Gehäuse (11) gelagert und mit einem Gewinde (20) versehen ist, an dem eine im Gehäuse angeordnete Mutter (21) zum Längsbewegender Spindel angreift.

6.) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Filterkörper (13) entgegengesetzte Ende der Spindel (12) aus dem Gehäuse (ii) herausragt und mit einer den jeweiligen Abstand des Filterkörpers zu einem benachbarten Filterelement (31) anzeigenden Meßskala (22) versehen ist.

7.) Vorrichtung nach den Ansprüchenk und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (12) die Eingangsseite der nach außen, vorzugsweise in den Anschwemmbehälter (33) führenden Flüssigkeitsleitung (4i) bildet und mit einer am Irinenraum des Filterkörpers (13) angeschlossenen achsialen Bohrung (23)

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verseilen ist, die in einen dem Verstellweg der Spindel angepaßten Gehäuseraum (2k) mündet, von dem sich die nach außen führende Flüssigkeitsleitung in Form eines Gehäusekanals (25) fortsetzt, der seinerseits zu einem zum Beobachten und/oder Messen des Teilstromes dienenden Gehäusefenster (28) erwei-' tert ist.

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