DE2123683B2 - Filtereinrichtung - Google Patents

Description

ierelenientes angeordnet wird, das in der Strombahn des zu filternden Fließmediums angeordnet ist. Der Abstand zwischen dem Filterelement und dem Druckglied bestimmt die Stärke, auf die ein Filterkuchen sich aufbauen kann. Wenn der Kuchen das Druckglied erreicht, so wird der Fließmediumstrom durch den Kuchen im wesentlichen beendet, und der Druck an der Zwischenfläche dec Kuchens und des Druckgliedes fällt unterhalb den Stromaufwärts- oder Tankdruck. Damit drückt das am Druckglied auftretende Druckdifferential das Druckglied auf das Filterelement zu, wodurch dann der Filterkuchen zusammengedrückt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anordnung so getroffen, daß die Druckglieder in an sich bekannter Weise aus einem elastischen oder flexiblen Material, z. B. einem Elastomer, bestehen. Günstig ist es. wenn die Druckglieder ausdehnbar sind.

Vorteilhaft ist es, wenn die Druckglieder undurchlässig sind. Vorzugsweise ist die Anordnung derart, daß der Flächenbereich der Druckglieder größer als der zugehörige Flächenbereich der Filterelemente ist. Günstig ist es, wenn die Umfangskanten der Druckglieder die Umfangskanten der Filterelemente überragen.

Vorteilhaft ist es, wenn die Druckglieder an einer Tragschiene gehalten sind.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Anordnung so getroffen, daß die Tragschiene Löcher hat, die sich in den Raum zwischen den Paaren von Druckgliedern öffnen. Günstig ist es ferne-, wenn an mindestens einer Stirnfläche der Druckglieder Vorsprünge angebracht sind.

Vorzugsweise ist die Anordnung derart, daß die Vorsprünge auf einander gegenüberliegenden Stirnseiten eines Paares von Druckgliedern unter Bildung von Durchgängen oder Kanülen zwischen den Druckgliedern angebracht sind. Ferner ist es günstig, wenn die Vors;rünge parallele Rippen sind.

Vorteilhaft ist es, wenn die Filterelemente Filterplatten mit ebenen Filterflächen sind und die Druckglieder im Ruhezustand ebene Stirnflächen haben.

Die vorliegende Erfindung wird im besonderen im Zusammenhang mit einer Druckfiltereinrichtung beschrieben. Die Anwendung is; jedoch nicht hierauf begrenzt und die Erfindung kann auch im Zusammenhang mit Vakuumfiltereinrichtungen benutzt werden. In diesem Fall wirken die flexiblen Druckglicder in genau der gleichen Weise wie bei Druckfiltereinrichtungen, insofern als sich ein Differentialdruck dort entwickelt, wenn der Filterkuchen das Druckglied erreicht, worauf dann die Druckglieder auf die Filicrclemcntc zu gedrückt werden, auf denen sich der Kuchen abgelagert hat. Hierdurch wird der Kuchen zusammengedrückt und ein dort vorhandenes Fließmedium durch die Perforationen der Filterelemente hinausgedrückt, von wo das Flicßmedium dann stromabwärts im Filter wcilerströmt.

In einer erfolgreichen praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung hatten die Druckgliedcr eine Stärke von ungefähr 1,58 mm und waren ungefähr b,35 mm im Abstand voneinander, während der Abstand zwischen benachbarten Filterelementen ungefähr 127 mm war. Infolgedessen war die Filterkuchcnstärk-j ungefähr 63,5 rnm vor dem Zusammendrücken. Die Höhe der Zusam.ncndrüekumi hängt in erster Linie vom Aufbau des Filterkuchen', .ib. Im Falle von Abwasser wurde der Küchen von iiiifj.-f.rir β},5 mm Stärke auf ungefähr 25,4 mm Stärke /.u'.aniiiiengepreßt.

Die Erfindung wird an Hand der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht einer Filtereinrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 einen Teilschnitt nach Linie 2-2 der F i g. 1,

Fig.3 eine vergrößerte Teilseitenansich; nach F i g. I zur Erläuterung der Wirkungsweise der Filtereinrichtung nach F i g. 1 und 2,

Fig.4 eine Teilansicht der Rückfläche einer weiteren Ausführungsform des Druckgliedes,

F i g. 5 einen waagerechten Teilschnitt durch ein Paar von Druckgliedern nach F i g. 4.

Zur Erläuterung der Erfindung sind in F i g. 1 der Abstand zwischen den Druckgliedern und auch die Stärke der Druckglieder erheblich vergrößert.

In der F i g. I ist eine horizontale, eine Vielzahl v,vt Filterelementen aufweisende Druckfiltereinrichtung dargestellt, die als Ganzes mit 10 bezeichnet ist. Die Filtereinrichtung hat ein swi horizontal erstreckendes Druckgefäß II, das auf einer Mehrzahl von Füßen 12 steht. Das Druckgefäß 11, das unter Druck gesetzt werden kann, ist an einem Stirnende 14 fest angeschlossen. Am entgegengesetzten Ende des Druckgefäßes ist durch eine Vielzahl von im Umfangsabstand angeord-

a5 neten Befestigungsvorrichtungen 16 ein Deckel 15 befestigt.

Die Filtereinrichtung 10 ist ein Druckfilter mit einer Vielzahl von senkrecht angeordneten hohlen Filterelementen 18, die im Abstand und parallel zueinander auf einer Auslaßleitung 19 montiert sind, die sich entlang der Innenseite des Bodens des Druckgefäßes 11 erstreckt. Die Filterelemente 18 können eine übliche Konstruktion aufweisen, bei der die Hohlräume der Filterelemente 18 über Anschlußrohre 20 mit der Auslaßleitung 19 kommunizieren. Wie ebenfalls bekannt, sind die gegenüberliegenden Stirnseiten der Filterelemente 18 so perforiert, daß das zu filternde Fließmedium in die Hohlräume der Filterelemente einströmen und durch die perforierten Stirnflächen und von dort durch die Anschlußrohre 20 in die Ausl?r\lcitung 19 strömen kann, von wo aus das Fließmediurn dann austritt. Ferner erstreckt sich entlang de·' oberen Mantellinie des Druckgefäßes 11 eine starre Tragstange 22, an der die Filterelemente 18 starr mit Hilfe von Verschraubungen 23 befestigt sind.

Um nun die Stärke der auf den einzelnen Stirnflächen der Filterelemente 18 aufgebauten Filterkuchen zu überwachen und diese Kuchen nach Erreichen einer vorbestimmten Stärke zusammenzupressen sind membran- oder plattenartige Druckglieder 26 vorgesehen, die biegsam, federnd und paarweise zwischen den Filterelementen 18 angeordnet sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Druckglieder aus einem im wesentlichen undurchlässigen Material. Die Druckglieder 26, die relativ zueinander sehr dicht angeordnet sind, um so den von ihnen eingenommenen Raum auf ein Minimum herabzusetzen, liegen jeweils parallel zu den Filterelementen 18, und ihre Oberflächen sind im gleichen Abstand von den benachbarten Oberflächen der Filterelemente angeordnet. Der Oberllächenbereich der Druckglieder 26 ist größer als der der Filterelemente 18, so daß die Umfangskanten der DruckgliediT 26 sich über die Umfangskanten der Filterelemente 18 hinaus erstrecken. Die Druckglieder 26 sind vor-/ugsweise aus einem elastomeren Material, beispielsweise Gummi. In diesem Ausführungsbeispiel sind sie vorhangartig zwischen den Filterelementen aufgehängt.

Die Filterelemente 18 und die Druckglicder sind im wesentlichen quadratisch. Die oberen Kanten der Paare von fvruckgliedern 26 sind, beispielsweise durch Kleben, an einer einen U-förmigcn Querschnitt aufweisenden Tragschiene 27 befestigt, die eine Vielzahl von Offnungen 28 (F i g. 2) hat, um so sicherzustellen, daß der Druck zwischen den Druckgliedern 26 der gleiche wie der Tankdruck ist. Das untere Ende der Druckgliedcr 26 ist an einer einen U-förmigen Querschnitt aufweisenden Tragschiene 31 befestigt, die ebenfalls auf ihrer ganzen Länge mit öffnungen versehen und mit der Anschlußleitung 19 fest verbunden ist. Wenn die Filterelemente kreisförmig sind, so sind die Druckglieder 26 vorzugsweise ebenfalls kreisförmig und können in einem ringartigen Traggestell montiert sein.

Die Druckglieder 26, deren Außenseiten mit 26;) und deren Innenseiten mit 266 bezeichnet sind, sind an unabhängigen Trägern, beispielsweise an einem Paar von nicht dargesiellten Stangen, gehalten, die sich entlang dem Mantel des Filterteils erstrecken.

Um nun das Einführen eines Fließmediums in das Druckgefäß 11 zu gestatten, hat die Filtercinrichtung 10 am Boden eine Einlaß- und Abflußleitung 33, der ein Fließmedium durch ein Einlaßventil 34 zugeführt und von der Flüssigkeit über ein Abflußventil 35 abgeführt wird. Zusätzlich ist eine Gascinlaßöffnung 37 am Mantel des Druckgefäßes 11 vorgesehen, um Luft oder ein anderes Gas unter Druck dem Druckgefäß 11 zuzuführen.

Während des Betriebs der Filtereinrichtung sind die Einlaßöffnung 37 für die Gaszuführung und das Abflußventil 35 geschlossen, während das Einlaßventil 34 offen ist, so daß nun die zu filternde Flüssigkeit dem Druckgefäß 11 über die Leitung 33 zugeführt werden kann. Während die Flüssigkeil durch die gelochten Stirnseiten der Filterelemente 18 und/oder einer dort abgelagerten Vorschicht oder einen Vorkuchen hindurehströmt. werden die mitgeführten FesUeüchcn auf den Filterelementen abgefangen und bauen msn einen porösen Filterkuchen 40 auf. Diese Filterkuchen vergrößern sich ständig so lange, bis ihre Außenflächen die benachbarten Druckglieder 26 erreichen.

In F i g. 3 ist ein typischer Zustand d.irgcstcili, bei dem der Filterkuchen 40;) in seiner Stärke so angewachsen ist. daß er die Außenseite 26a des Druckgut. des 26 erreicht hat, worauf er dann /wischen dem Druckglied ^6 und dem benachbarten Filterelement 18 zusammengepreßt wurde. Ls ist außerdem /u erkennen, daß die anderen Filterkuchen 40 noch nicht die Außenseite 26a der zugehörigen Druckglieder 26 erreicht ha ben. Wenn jedoch diese Filterkuchen die betreffenden Außenseiten 26a erreichen, sinkt der Druck an der Zw ischcnfläche zwischen dc-rr. Kuchen und der '\ußensei-c 26;? des Druckglicdes urne;- den Tankdruck an. der nach wie vor auf die Innenseite 26£> des Druckglicdes wirkt und dieses dann auf die Oberfläche des benachbarten lilterelcmenis 18 zu drückt, um so den Kuchen zusammenzupressen. Wie in F i g. 3 dargestellt, wurde der Kuchen 40;) bereits durch die linke Platte des Druckglicdes 26 zusammengepreßt, die sich dabei gestreckt und in die dargestellte Lage ausgedehnt hat. Es ist ersichtlich, daß der Strom durch den Filterkuchen 40,i zu dem Zeitpunkt aufhört, an dem das Druckglied 26 den

ίο Kuchen erreicht. Infolgedessen erhöht sich der Strom durch die anderen Filterelemente, so daß die Filterkuchen dort rascher aufgebaut werden. Während eines normalen Betriebes unter Verwendung der Filtereinrichtung 10 ergibt sich so, daß alle Filterkuchen sich auf ihre zugehörigen Druckglieder 26 zu innerhalb einer kurzen Zeit aufbauen, nachdem einmal der erste Kuchen zusammengedrückt wurde. Wenn einmal sämtliche Kuchen ihre zugehörigen Druckglieder 26 erreicht haben und zusammengepreßt werden, so hört der

»o Strom durch die Auslaßleitung im wesentlichen auf. Dieser Zustand wird mit Hilfe eines an die Auslaßleitung angeschlossenen Fühlers 42 erfühlt, der entweder auf die Stromgeschwindigkeit oder den dort vorhandenen Flüssigkeitsstand ansprechen kann. Im Falle von r ;'<ativ wenig oder nicht zusammenpreßbaren Festteilchen erhöht sich trotzdem das Druckdifferential zwi sehen der Auslaßleitung und der Filterkammer beträchtlich. Dieser Zustand kann ebenfalls dazu verwendet werden, um eine Anzeige zu erzeugen. Auf jeden

3" Fall gibt ein Filter ein Signal, daß die Filterkuchen von den Filterelementen 18 zu entfernen sind.

Es ergibt sich so. daß die Filterkuchen 40 zusammengepreßt werden, wahrend der Tankdruck einen normalen Betriebswert hat und das Filter normal arbeitet.

Wenn die Kuchen durch die Druckglieder 26 zusammengedrückt werden, so wird das in ihnen enthaltene Fließmedium in die Hohlräume der Filterelemente 18 eingedrückt und dem normalen Fluß durch die Filtereinrichtung hinzugefügt.

Um nun zu verhindern, daß benachbarte Druckglieder 26 gegeneinander gezogen werden, wodurch der zwischen ihnen vorhandene Druck unter den Tankdruck sinken würde, ist (s. F i g. 4) eine Vielzahl von senkrecht angeordneten Vorsprüngen 44 auf der Rückseitc der einzelnen Elemente angeordnet Wenn die Elemente in den Tragschienen 27 montiert sind, so überlappen sich die Vorsprünge 44 ein.j Druckgliedes eines Paares von Druckgliedcrn mit den Vorsprüngen 44 des anderen Druckgiiedes gemäß F i g. 5. so daß das'mit senkrechte Kanäle oder Durchgänge zwischen den Druckgliedern vorhanden sind. Die Vorsprünge 44 können sich vom Oberteil der einzelnen Druckglieder bis zu einer Stelle ungefähr halbwegs nach unten crstrekken. oder sie können deren ganze Höhe übergreifen.

Hierzu 1 Biatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche;

1. Filtereinrichtung mit einem Druckgefäß, an das eine Zulaufvorrichtung für das zu filternde Fließmedium und eine Filtratablauflejtung angeschlossen sind und in dem eine Vielzahl von parallel im Abstand voneinander angeordneten und von dem Fließmedium durchströmten Filterelementen angeordnet ist, auf deren Stirnseiten sich ein aus dem Fließmedium ausgefilterter Filterkuchen aufbaut, und ferner mit Paaren von platten- oder membranartigen, zwischen den Filterelementen im Abstand von diesen angeordneten Druckgliedern, die dem Zuströmdruck vor den Filterelementen ausgesetzt und gegen die jeweiligen Filterkuchen anpreßbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß dieses. Druckglied (26) bei Anlage des Filterkuchens (40) mit der Außenseite (26a) selbsttätig gegen den Filterkuchen (40) gepreßt wird durch den bei Anlage des Filterkuchens (40) an der Außenseite (26a) die- ao ses Druckgliedes (26) auf dessen Innenseite (26b) nach wie vor voll wirkenden Zuströmdruck.

2. Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgüeder (26) in an sich bekannter Weise aus einem elastischen oder flexiblen Material, z. B. einem Elastomer, bestehen.

3. Filtereinrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgüeder (26) ausdehnbar sind.

4. Fütereinrichiung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckglieder (26) undurchlässig sind.

5. Filtereinrichtung nach einem er vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenbereich der Druckglieder (26) größer als der zugehörige Flächenbereich der Filterelemente (18) ist.

6. Filtereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangskanten der Druckglieder (26) die Umfangskanten der Filterelemente (18) überragen.

7. Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckglieder (26) an einer Tragschiene (27) gehalten sind.

8. Filtereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragschiene (27) Löcher (28) hat, die sich in den Raum zwischen den Paaren von Druckgliedern (26) öffnen.

9. Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Stirnfläche der Druckglieder (26) Vorsprünge (44) angebracht sind.

10. Filtereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (44) auf einander gegenüberliegenden Stirnseiten eines Paares von Druckgliedern (26) unter Bildung von Durchgängen oder Kanälen zwischen den Druckgliedern (26) angebracht sind.

11. Filtereinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, da- fio durch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge parallele Rippen (44) sind.

12. Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente Filterplatten (18) mit ebenen FiI-terflächen sind und die Druckfeder (26) im Ruhezustand ebene Stirnflächen haben.

Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung mit einem Druckgefäß, an das eine Zulaufvorrichtung für das zu filternde Fließmedium und eine Filtratablaufleitung angeschlossen sind und in dem eine Vielzahl von parallel im Abstand voneinander angeordneten und von dem Fließmedium durchströmten Filterelementen angeordnet ist, auf deren Stirnseiten sich ein aus dem Fließmedium ausgefilterter Filterkuchen aufbaut, und ferner mit Paaren von planen- oder membranartigen, zwischen den Filterelementen im Abstand von diesen angeordneten Druckgliedern, die dem Zuströmdruck vor den Filterelementen ausgesetzt und gegen die jeweiligen Filterkuchen anpreßbar sind.

Es ist bereits eine Filtereinrichtung bekannt, bei der in einem Druckgefäß eine Vielzahl von parallelen Filterelementen im Abstand an Tragstangen befestigt ist. Am Druckgefäß ist eine Zuleitung für das zu filternde Fließmedium und eine Abflußleitung vorgesehen, die mit dem Innenraum der Filterelemente kommuniziert und über die das Filtrat abfließen kann. Im Betrieb bildet sich nun auf der Außenfläche der Filterelemente ein ständig wachsender Filterkuchen, der noch mit dem zufließenden Fließmedium getränkt ist und der von Zeit zu Zeit entfernt werden muß. Im Hinblick auf das Filtrieren einer Zuckerlösung ist noch eine besondere Vorrichtung vorgesehen, um die Filterkuchen vor dem Abstoßen auszudrücken und so die dort angesammelte Zuckerlösung abzusondern und zu gewinnen. Diese Vorrichtung weist jeweils zwischen einem Paar von Filterelementen ein Druckglied auf. das die Form eines aufblasbaren Kissens hat. das durch Aufblasen mit seinen beiden Stirnwänden gegen die benachbarten Stirnseiten der Filterelemente anpreßbar ist. Durch dieses Anpressen werden dann die Filterkuchen in der gewünschten Weise ausgedrückt, worauf die Filterkuchen dann entfernt werden können. Diese Konstruktion ist insofern umständlich, als eine Druekl'iftquelle vorhanden sein muß, die über eine entsprechende Verteilerleitung an den Innenraum aller Druckglieder angeschlossen ist (US-PS 3 017 996).

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisch ausgeglichenes System zu schaffen, bei dem ohne Zuhilfenahme äußerer Druckmittel ein Abpressen der auf den Filterelementen aufgebauten Filterkuchen erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs erwähnten Filtereinrichtung gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß dieses Druckglied bei Anlage des Filterkuchens mit der Außenseite selbsttätig gegen den Filterkuchen gepreiJt wird durch den bei Anlage des Filierkuchens an der Außenseite dieses Druckgliedes auf dessen Innenseite nach wie vor voll wirkenden Zuströmdruck.

Damit kann das gesamte Volumen des Filtertanks mit maximalem Vorteil verwendet werden, und die Möglichkeit der Beschädigung der Filterelemente ist ausgeschlossen, ohne daß dabei auf einen übermäßigen Abstand /wischen den Filterelementen zurückgegriffen werden muß. Außerdem vermeidet die vorliegende Erfindung die Notwendigkeit für Kuchenstärkedetektoren und vereinfacht das Arbeiten des Filters und seine Steuerung, während sich ein automatisches Ansprechen auf die Unterschiede in der Fließgeschwindigkeit und der Konzentration der mitgeführten Fließteilchen ergibt.

Vorteilhaft ist es, wenn das Druckflied eine Platte oder eine Membran aus undurchlässigem Material auf der Stromaufwärtsseite im wesentlichen parallel, jedoch im Abstand zu der perforierten Fläche eines FiI-