DE2203657A1

DE2203657A1 - Vakuumscheibenfilter

Info

Publication number: DE2203657A1
Application number: DE19722203657
Authority: DE
Inventors: Harry Richard Babbitt Minn. Ahlquist (V.St.A.)
Original assignee: Erie Development Co., Cleveland, Ohio (V.StA.)
Priority date: 1971-01-27
Filing date: 1972-01-26
Publication date: 1972-08-17
Also published as: DE2203657C3; AU475249B2; CA999814A; US3724668A; ZA72531B; JPS5320151B1; AU3836872A; FR2123384B3; SE381574B; NO135229B; NO135229C; DE2203657B2; FR2123384A3

Description

DiPL-CHEM. DR. ELISABETH JUNG DIPL-CHEM. DR. VOLKER VOSSlUS DIPL-PHYS. DR. JÜRGEN SCHIRDEWAHN PATENTANWÄLTE

MÜNCHEN 23.

CLEMhNSb^-IhASSE TELEFON 34S0Q7 TELEGR AM M-ADRESSE: INVE.NT/MONCHEN TELEX 5-29 686

26. Januar 1972 (Sch/Dr.S/we)

u.Z.: G 747

ERIF, DEVELOPMENT COMPANY,

Union Commerce Building, Cleveland, Ohio, V.St.A.

" Vakuumscheibenfilter "

Priorität: 27. Januar 1971, V.St.A., Nr. 110 003

Die Erfindung bezieht sich auf einen Vakuumscheibenfilter mit mehreren bzw. vielen Scheiben, die in axialem Abstand auf einer drehbaren Hohlwelle angeordnet .sind und von denen sich jede aus mehreren bzw. vielen sich radial erstreckenden, mit Filtermaterial bedeckten Filtersektoren zusammensetzt, deren hohle Innenräume mit Kanälen in Verbindung stehen, die innerhalb der

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Hohlwelle verlaufen und sich bis zu einem Ventilmechanismus an einem Ende der Welle erstrecken, wobei der Ventilmechanismus aus einem Ventilkopf mit vielen Öffnungen besteht, der an Vakuumleitungen und Druckluftleitungen angeschlossen ist, und der Ventilmechanismus so gesteuert wird, daß er auf in den zu filternden Brei eingetauchte Sektoren und auf der Trocknung unterliegende Sektoren Saugwirkung ausübt und daß er solche Sektoren, die sich nicht im Brei befinden und kurz vor dem Wiedereintauchen durch Drehung in den Brei stehen, mit Luft von überatmosphärischen Druck beaufschlagt.

Vakuumscheibenfilter der genannten Art sind seit langem bekannt (Taggart "Handbook of Ore Dressing", Ausgabe von 1927, S. 1008 ff.). Es handelt sich um kontinuierlich arbeitende Filterapparate. Das Filtermaterial der Filtersektoren kann aufgezogenes Filtriertuch aus Textil- oder Metallmaterial sein. Die an die einzelnen Filtersektoren angeschlossenen und in der Hohlwelle angeordneten Saugleitungen arbeiten unabhängig voneinander und sind jeweils mit einer axial hintereinander angeordneten Reihe von Sektoren verbunden. Stationäre Ventilköpfe befinden sich an einem oder beiden Enden der Welle und sind mit einer Vakuum- und Luftversorgung verbunden. Rotation der Hohlwelle bewirkt, daß die Sektoren der Scheiben zunächst nacheinander in einen zu filternden Brei (Schlamm) eingetaucht werden, wo durch

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Vakuumeinv;irkung ein Filterkuchen abgeschieden wird, daß sie dann aus dem Brei herausgehoben werden, um unter Verwendung von Vakuum entwässert ("getrocknet") zu werden und daß dann der Filterkuchen durch geeignete Einrichtungen entfernt und vom Filter wegtransportiert wird.

Es gibt hauptsächlich drei Methoden, mit denen der Kuchen entfernt werden kann und die alle bei der Erfindung verwendet werden können:

1) Ein Kratzer - einfach ein Blatt, das den Filter- ' kuchen von der Sektoroberfläche abkratzt oder abschert.

2) Kontinuierliches Blasen - ergibt unzureichendes Zusammenbacken zwischen Vakuum- und Blasöffnung, um Vermischen der beiden zu verhindern.

3) Stoßblasen - die Blasluft wirkt nur für eine sehr kurze Zeit und wird durch einen nockenbetätigten Schalter und ein Magnetventil gesteuert.

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Es wurde erkannt, daß ein Scheibenfilter bei hoher Dichte des zugeführten Schlamms und niedriger Scheibenrotationsgeschwindigkeit optimal arbeitet. Oder anders ausgedrückt, man sollte mehr Zeit für weniger vom Filter abfließendes Filtrat zur Verfügung stellen, um die beste Entwässerung zu erzielen. Dabei
gibt es natürlich physikalische Grenzen, z.B. eine so hohe
Breidichte, daß er nicht mehr fließfähig ist, oder eine so
niedrige Scheibengeschwindigkeit, daß keine angemessene Kapazität mehr gegeben ist, usw.

Experimentelle Ergebnisse, innerhalb normaler Grenzen von Scheibengeschwindigkeit und Breidichte, haben gezeigt, daß sich die Feuchtigkeit des Filterkuchens direkt mit der Kuchendicke ändert, und daß Scheibengeschwindigkeit und Dreidichte keinen deutlichen direkten Einfluß haben. Das heißt nicht, daß Scheibengeschwindigkeit oder Breidichte den Feuchtigkeitsgehalt des
Filterkuchens nicht beeinflussen; sie beeinflussen den Feuchtigkeitsgehalt, aber nur dadurch, daß sie die Kuchendicke beeinflussen. So kann man z.B. durch Verdünnung des Zustromes
zum Filter eine zeitweise Feuchtigkeitsverminderung bekommen, weil die Filterkuchendicke abnimmt. Der Effekt v/ird "zeitweise" genannt, weil die verminderte Kuchendicke eine erhöhte Scheibengeschwindigkeit erzwingt, um die vorgeschriebene Kapazität zu erreichen. So v/ird rasch der Endpunkt von zuviel Filtrat
mit zu wenig Drainagezeit erreicht.

Von größerer Bedeutung war die Änderung der Filterkuchendicke in jedem Sektor. Es wurde festgestellt, daß einfache Verlänge-

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rung des vakuumfreien Bogens die Feuchtigkeit des Filterkuchens verminderte, weil durch Verminderung der Kuchenbildungszeit auch die Kuchendicke abnimmt. Von einem bestimmten Punkt an änderten sich die Verhältnisse, und die Filterkuchenfeuchtigkeit stieg durch Vergrößerung der Dickendifferenz des Kuchens wieder an, weil der gewogene Durchschnitt entscheidend ist. Wenn nämlich der auf einem Teil des Filters gebildete dickere Kuchen auch feuchter ist, so ist es auch mehr Filterkuchenmasse als der dünnere, trockenere Kuchen. Die mittlere Feuchtigkeit der gesamten Filterproduktion wird größer sein, als wenn das gesarute Filterprodukt von gleichmäßiger Dicke bei gleichem Gesamtausstoß wäre. Wegen der vergleichsweise kürzeren Drainage- und Trocknungszeit der Sektorhinterkante verschlechtern sich die Bedingungen also in Richtung größerer Feuchtigkeitsunterschiede.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Vakuumscheibenfilter der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei verx-ingerter Bildungszeit des Filterkuchens den Dickenunterschied des Kuchens nicht vergrößert _und die Trocknung verbessert.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Ventilmechanismus einen Ventilkopf mit überspringbogen enthält, eine stationäre Bogenplatte mit öffnungen für eine schlitzartige untere Aufnahraeöffnung und eine schlitzartige obere Aufnahmeöffnung, eine Trocknungsmündung und eine Stoßblasmündung und ferner eine Verschleißplatte aufweist, die auf dem Wellenende befestigt ist, sich mit der Welle dreht, auf der Bogenplatte gleitet und so viel am Umfang verteilte Durchbrüche aufweist, wie Sektoren pro Scheibe vorhanden sind, wobei jeder der Durchbrüche am Umfang min-

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destens einem der Kanäle verbunden ist, die einzelnen öffnungen am Umfang voneinander durch dazwischenliegende Stege getrennt sind und an den genannten Schlitzöffnungen vorbeigleiten, die so viel schmaler als die Stege zwischen den Durchbrüchen am Umfang der Verschleißplatte sind, daß Überlappen oder Überscheren zwischen zwei benachbarten Sektorschäften vermieden ist und sichergestellt ist, daß die Vakuumbeaufschlagung der Aufnahmemündungen gleichzeitig tatsächlich nur auf einen Kanal bzw. eine Reihe von Sektoren wirkt. Hierbei erstreckt sich der vakuumfreie Bogen bis zu dem Punkt, an dem die Filtersektoren jeweils vollständig aus dem zu filternden Brei aufgetaucht sind, und sind im vakuumfreien Bogen die beiden Vakuumaufnahmeöffnungen (oder jedenfalls mindestens eine) vorgesehen (Überspringbogen), die schmaler sind als die Stege zwischen den Durchbrüchen. Weil trotz dieser schmalen Schlitzöffnungen dikkere Filterkuchen abgeschieden werden können, als Ausstoß gefordert ist, ist zusätzlich ein Steuer- oder Drosselventil zwischen der Vakuumversorgung und der Aufnahmeöffnung (den Aufnahmeöffnungen) vorhanden.

Der "einstellbare überspringbogen" ermöglicht eine Kontrolle der Kuchendicke unabhängig von Scheibengeschwindigkeit und/oder Breidichte (innerhalb gewisser Grenzen), um die im Kuchen enthaltene Feuchtigkeit zu steuern; er erlaubt die Verwendung unterschiedlicher Scheibengeschwindigkeiten, die besonders zur Steuerung

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der Produktionsmenge gebraucht werden.

Wie bereits oben angedeutet, kann der erfindungsgemäße Ventilkopf an jedem der beiden Wellenenden des Filters angebracht sein.

Der Ventilkopf kann aus einem geeigneten Metall, wie z.B. Stahl, hergestellt sein oder vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff, wie insbesondere Urethan oder Polyurethan, bestehen. So können, v/enn man gieß- bzw. spritzbares Urethan verwendet, die einzelnen Teile des Ventilkopfes einzeln in geeigneten Formen gegossen werden, und die einzelnen Gußteile in der herkömmlichen Art zusammengebaut werden. Der Gebrauch von Urethan als Konstruktionswerkstoff trägt zu einer langen Lebensdauer des Filters bei.

Für eine verbesserte Steueruna des Kuchenabstoßvoraanas kann der Stp°hlasöffnunasschlitz oberhalb der Schaftöffnungsmitte angeordnet sein. Auf diese Weise wird Rückströmen von anqesamneltep Filtrat in den Filterkuchen möalichst aerina aehalten.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Die einleitenden Figuren 1 bis 9 stellen die Funktionsweise eines herkömmlichen Scheibenfilters dar. Es zeigen:

Fig.l ein Vakuumventil eines herkömmlichen Vakuumscheibenfilters;

Fig.2 einen Querschnitt längs II-II in Fig.l;

Figuren 3 bis 9 aufeinanderfolgend Stationen eines Umlaufs des Filters um die Längsachse der Filterwelle, und dabei

Fig.3 die Stellung des Filters in dem Moment, in dem Sektor 1 etwa den Filterkuchen von der Filteroberfläche getrennt

Fig.4 die Stellung in dem Moment, in dem die Filter-"Schaufel" des Sektors 1 voll im Brei eingetaucht ist;

Fig.5 die Lage zu dem Moment, zu dem Sektor 1 gerade aus dem Brei herausgehoben wird;

Fig.6 den Zustand, in dem Ablagerung des Kuchens bei Sektor 1 vollständig beendet ist und die Vorderkante des Sektors bereits dem beginnenden Trocknungsvorgang unterv.'orfen ist;

Fig.7 die Stellung des betrachteten Sektors, wenn das Filtrat aus dem Inneren des Sektors herauszufließen beginnt;

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Fig.8 den Zustand, bei dem der betrachtete Sektor die Phase mit nahezu idealer innerer Drainage überschritten hat;

Fig.9 eine mögliche Variante, bei der der Bogen zwischen den Vakuumleitungen gegenüber dem Herkömmlichen verkleinert ist;

Fig.10 den Ventilkopf eines Vakuumscheibenfilters nach der Erfindung;

Fig.11 einen Querschnitt des Ventilkopfes längs III-III in Fig.10;

Figuren 12 bis 17 entsprechen Figuren 3 bis 9, sie unterscheiden sich von ihnen lediglich dadurch, daß die Anwendung der Grundbestandteile der Erfindung auf den Ventilkopf eines ansonsten herkömmlichen Vakuumscheibenfilters dargestellt ist.

In diesen Figuren haben die einzelnen Bezugszeichen die folgende Bedeutung:

1-10 eine Reihe von 10 Sektoröffnungen;

11 Verschleißplatte;

12 Trocknungszone;

13 ein Filtersektor;

14 Blasluftanschluß; 18 untere Aufnahmeöffnung;

15 Hohlzapfen; 19 obere Aufnahmeöffnung; und

16 Blasöffnung. 20 Blasöffnung. - io -

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Fig.l zeigt eine allgemeine Form des Vakuumventils mit seinem eingesetzten Sperrbogen. Das entgegengesetzte Ende der Filterwelle weist eine seitenverkehrte Anordnung auf. Die Ausdehnung oder Bogenlänge des Sperrbogens hängt von der Filtrierbarkeit des Materials ab, wie sie nach Prüfstandsversuch oder aufgrund der Erfahrung bestimmt wird. Der Sperrbogen soll in erster Linie die Bogenzeit der Kuchenbildung festlegen und ist offensichtlich änderbar aber nicht einstellbar.

Die aufeinanderfolgenden Figuren 3 bis 9 dienen dazu, die Hauptfunktionsweise der herkömmlichen Maschine zu erläutern und Vor- und Nachteile aufzuzeigen. Die Figuren sind Ansichten der Kontaktfläche zwischen Welle und Vakuumventil von der Scheibenseite her. Sie verdeutlichen den Vorgang bei einer einzigen Reihe von Sektoren und deuten die darauffolgenden Anwendungen an, die in gleicher Weise bei den anderen neun Reihen ablaufen. Ein Teil des jeweiligen Sektors und das Brei- oder Schlammniveau sind gezeichnet, um einen ungefähren Begriff zu geben. Der Umlauf wird mit der Blas- oder Kuchentrennstellung begonnen.

Figur 3

Der stationäre Teil des gesamten Ventilkopfes ist so angeordnet, daß der Abwurf des Filterkuchens dann stattfindet, wenn die Vorderkante des Sektors horizontal ist. Bei dieser Stellung wird der Kuchen an den Filterrohröffnungen vorbeifallen. Die gängige Ausführung sieht vor, daß sich der Rohrschaft

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zentral zur schlitzförmigen Blasöffnung befindet. Die Dauer der zeitweisen Druckluftbeaufschlagung ist kurz genug, um vollen Durchgang von der Blasöffnung zur Rohrbohrung zu gestatten.

Figur 4

Nach einem Bogen von insgesamt 130°, gemessen von der Blasöffnung aus, erreicht die betrachtete Sektorenreihe diese Position. In dem Moment beginnt das Vakuum auf die Sektoren für die Kuchenbildungs- oder Aufnahmephase zu wirken; Rohr eins hat den vakuumfreien Kontaktbogen überquert, die späteren Roh-

s ich re zwei, drei und vier sind in Kontakt mit ihm. Rohr eins befindet/ wie gezeigt, an diesem Punkt im Anfangsstadium der Verbindung mit dem Vakuum. Die Bildung des Filterkuchens beginnt und schreitet mit einer Geschwindigkeit fort, die mit der'Scheibengeschwindigkeit, den Feststoffen im Schlamm, der Partikelgröße usw, zusammenhängt.

Figur 5

Die betrachtete Sektorenreihe hat sich vorwärtsbewegt und ist dem Vakuum voll ausgesetzt. Die r,rö^e des Rohres und der "offene Kreis" entsprechen einer Drehung um 26°. Bei dieser großen Weiterbewegung ist offensichtlich ein Teil der Vorderkante des Sektors bereits aus dem Schlamm aufgetaucht; kein weiteres Ku-

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chenmaterial kann mit oder ohne Vakuum gewonnen oder abgeschieden werden an irgendeinem Teil, der nicht mit dem Schlamm in Verbindung steht. Das stellt dann das Maximum dar, bis zu dem der Zwischenbogen ausgedehnt werden kann, Das trägt auch dazu bei zu erklären, weshalb ein Zwischenbogen , der sich über 130° oder mehr erstreckt, tatsächlich beginnt, feuchteren, aber nicht notv/endigerweise dickeren (oder mehr) Filterkuchen zu erzeugen. Wird das Vakuum nach Beginn kontinuierlich weiter angelegt, während nur die Hinterkante dem Brei ausgesetzt ist, erhält die Vorderkante dünneren, die Hinterkante dickeren Filterkuchen . Da

dickerer Filterkuchen im selben Maße auch feuchter ist, ist der gewogene Durchschnitt an Feuchtigkeit des gesamten Sektor- (oder Filter-) Ausstoßes höher, als wenn die Filterkuchendicke gleichmäßig wäre. Es wurde festgestellt, daß der Bogen, der weniger Material an der Vorderkante besonders trocknet, keinen Ausgleich für den übermäßigen Dickenunterschied bietet.

Daraus folgt, daß der Zwischenbogen eine zugelassene maximale Ausdehnung erreicht und daß die Menge an festen Bestandteilen im Schlamm und die Scheibengeschv/indigkeit so eingestellt v/erden müssen, daß der Materialausstoß in den Grenzen der installierten Filterfläche (Größe und Zahl der Sektoren) bleibt. Die Feuchtigkeit würde sich dann aus diesen Einstellungen ergeben; oder es könnte die Feuchtigkeit eingestellt v/erden und sie die Kanazität bestimmen.

Es soll darauf hingewiesen v/erden, daß es wegen einer Vorbildung

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des Filterkuchens einen Verschleierungseffekt gibt. Diese Vorbildung wird durch eine hydrostatische Druckdifferenz zwischen dem Schlamm im Filtertank und dem gesamten Sektorinneren verursacht, obwohl noch kein Vakuum angelegt worden ist. Außerdem ist wegen der Relativbewegung die Abdichtung des Zwischerhonens

nicht absolut, und es findet ein gewisser Vakuumverlust in die Rohre statt. Eine Verringerung der Rotationsgeschwindigkeit erhöht ferner Zeit oder Effekt dieses Verlustes. Die oberhalb der Schlammschicht α ezeichnete Vorderkante stellt tatsächlich nicht eine glatte Oberfläche dar, sondern weist wegen dieser Vorbildung einen gewissen Niederschlag an Filterkuchen auf.

Figur_6

Bei dieser Stellung hat die betrachtete Sektorenreihe gerade den Schlamm vollständig verlassen, und so ist jeder Niederschlag von Filterkuchen zum Stillstand gekommen. Die Vorderkante ist getrocknet (entwässert) vorausgesetzt, daß das Sektorinnere nicht von überschüssigem Filtrat überschwemmt worden ist (durch Schlammverdünnung und/oder Abhängigkeit von der Menge abgeschiedenen Filterkuchens), während die Hinterkante nicht getrocknet ist, weil sich unter der Wirkung der Schwerkraft im Sektorinneren Filtrat ansammelt.

Figur 7

Bei dieser Stellung hat das Sektorinnere an der Hinterkante die horizontale Lage erreicht, und Filtrat kann beginnen, innerlich

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vom äußeren Filterkuchen wegzufließen. Die FiItratmenge hängt selbstverständlich von der abgeschiedenen Kuchenmenge und von dem Grad der Breiverdünnung vor der Kuchenabscheidung ab. Es ist daher einleuchtend, daß der höchstmögliche Gehalt an Feststoffen (kleinstes Filtratvolumen) die insgesamt längste Trocknungszeit nach sich ziehen würde.

Es gibt einen zusätzlich damit verbundenen Effekt, der einen Betrieb mit hoher Verdünnung (geringer Anteil von Feststoffen) oder RegaLung durch Verdünnung nicht erstrebenswert macht. Es ist die Tatsache, daß es zusätzlich zu der flächenproportionalen Zunahme durch zunehmende Verdünnung noch eine zunehmende Geschwindigkeit der Filtratproduktion gibt. Das kann dadurch erklärt werden, daß die letzte zusätzliche Schicht von festen Teilchen am weitesten von der Vakuumquelle entfernt ist und der Wegspülwirkung durch Reibung und Turbulenz des Breis am nächsten liegt. Je stärker der Brei verdünnt ist, desto rascher wird das Vakuum, das den Kuchen hält, vermindert und desto mehr stört der Brei, indem er die letzte Schicht des Kuchens entfernt.

Figur 8

Die Sektorenreihe hat die optimale innere Drainagephase überschritten; das ist die vertikale Lage, die lediglich durch Verlängerung der Zeit durch kleinere Scheibengeschwindigkeit oder verringerte Filtratmenge durch höheren prozentualen Gehalt an Feststoffen im Schlamm verbessert werden kann. In dieser Lage

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beginnt jedoch der Rohrschaft am Zwischen bogen anzustehen, und es kann sich Filtrat im Rohrschaft sammeln, das zuxückgeblasen wird wie unter Fig. 3 beschrieben.

Der hohle Schaft wird jetzt in dieser Lage zu einer horizontalen Rinne, weil er ungewollt voller Filtrat ist. Ableiten in einer horizontalen Rinne ergibt die letzte Filtratmenge im Fall hohen Feststoffanteils im Schlamm und erfordert die meiste Drainagezeit, wenn man mit der niedrigsten Scheibengeschwindigkeit arbeitet.

Bei einem Vergleichstest der Hersteller wurde diese physikalische Bedingung geklärt. Die konkurrierenden Hersteller hatten verbesserte Drainage durch vergrößerte Rohre gefordert. Tatsächlich würde das nur bei einer vollen Volumenkapazität eintreten, in der Enddrainage in der offenen Rinne des größeren Rohres würde dieser Vorteil am Ende der Vakuumtrocknungsphase wieder verlorengehen.

Figur 9

Diese Figur zeigt eine mögliche Variante. Die Original-Vakuumventile besaßen vor der Blasöffnung einen Zwischenbogen von vollen 28°, um vollständige Trennung zwischen Vakuumleitung und Preßluftleitung zu schaffen. Sie ist allerdings nur beim Betrieb mit kontinuierlicher Blasluft notwendig. Wenn Stoß- oder nocken/ magnetgesteuerte Preßluft verwendet wird, kann dieser Zwischenbogen auf einen Bogen verkürzt v/erden, der den "Stegen" zwischen den Rohrschaftöffnungen entspricht. Das be-

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deutet eine Vergrößerung des Trocknungs-(Entwässerungs-)Bogens um etwa 15° gegenüber herkömmlichen etwa 100°, abhängig davon, was man als Beginn der Trocknung ansieht (vgl. Fig. 7 und Fig. 8)

Es wurde folgerichtig gezeigt, daß niedrige Scheibengeschwindigkeit und hoher prozentualer Gehalt an Feststoffen im Brei die tatsächlichen Faktoren sind, die die beste Drainage des Scheibenfilterinneren gestatten. Um Betrieb mit dem höchsten prozentualen Gehalt an Feststoffen im Brei zu ermöglichen, muß die
Bildungszeit verringert werden. Einfache Vergrößerung des Zwischenbogens über eine Größe hinaus, die volles Eintauchen des Sektors erlaubt, ergibt jedoch tcitsächlich einen Näßeanstieg. Es wurde weiter gezeigt, daß die Beziehung der Faktoren untereinander bei Ausführungen gemäß dem Stand der Technik unabhängige Steuerung von Kuchenmenge und Kuchenfeuchtigkeit verhindert.

Die Erfindung erlaubt das Arbeiten mit optimalem Niveau dieser Faktoren, unabhängige Steuerung von Menge und Feuchtigkeit
des Filterkuchens und bietet eine Einstellmöglichkeit für die vielen anderen Variablen, die Filterkuchenfeuchte und -menge
bestimmen, wie z.B.:

a) Partikelgröße und -verteilung;

b) Partikelgestalt;

c) metallurgisches und/oder chemisches Verhalten der
Partikel;

d) Auslegung der Vakuumversorgung;

e) Lufttemperatur und -feuchtigkeit;

f) Breitemperatur (Filtratviskosität);

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g) Breidichte (Prozent Wasser);

h) Breihomogenität (Rühren);

i) Filtermaterial;

j) Zeit;

k) innere Hydraulikkonstruktion;

1) effektive Filterfläche;

ohne oder mit kombinierten Effekten von zwei, drei oder mehr zusammenwirkenden Größen.

Figuren 10 und 11 zeigen eine allgemeine Ansxcat der Überspringbogen-Platte gemäß der Erfindung (das entgegengesetzte Ende der Filterwelle würde wiederum eine seitenverkehrte Anordnung aufweisen). Das besondere konstruktive Charakteristikum

schlitzartigen
besteht in den zwei/öffnungen im unteren Teil der Zwischenbodenplatte · Die Breite der Öffnungen muß kleiner sein als die effektive Breite (Zugabe für abgenutzte oder abgerundete Kanten) der festen Teile zwischen den Rohrschäften in den gegenüberliegenden Paßflächen. Die untere Öffnung ist die erste Steuerstelle für das Abscheiden von Filterkuchen, während die obere Öffnung in erster Linie für ein Wiederbeaufschlagen mit Vakuum unter widrigen Bedingungen verwendet wird, wenn das Vakuum zu schnell absinkt, bevor der Sektor sich weit genug gedreht hat, um volles Vakuum von der Trocknungsöffnung zu erhalten. Wenn das Vakuum zu weit absinkt, ist eine Bedingung

erfüllt
für das "Kuchengleiten"/ bei dem das Filtrat im Sektorinneren über die Sektorfläche zurückschwemmt und der abgeschiedene Filterkuchen in den Brei weggleitet^

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Zusätzlich zur besonderen Lage und Breite der "Auf lese "-öffnungen gibt es eine Steuerung der Kuchenbildung durch Einbau eines Drosselventils in der Leitung zwischen der Hauptvakuumversorgung und der einzelnen öffnung. Das gestattet unabhängige Kontrolle des Vakuums, das über die Öffnung auf die einzelne Reihe von Sektoren wirkt, nur unter dem Einfluß dieser öffnung. Dieses erlaubt dann unabhängige Steuerung der Kuchendicke in Abhängigkeit von der Scheibengeschwindigkeit bei maximaler Breidichte. Feuchtigkeit kann über die Kuchendicke, die Menge über die Scheibengeschwindigkeit gesteuert werden.

Der Arbeitsablauf mit Überspring-Zwischenbogen wird anhand von Figuren in derselben Art wie oben beschrieben.

Figur 12

UU)
Die betrachtete Sektorenreihe befindet sich wieder mit der Vorderkante in horizontaler Lage, um ein Abstoßen des Filterkuchens in de darunter befindlichen Behälter zu ermöglichen. Die Blasöffnung liegt jedoch hoch in Bezug auf das Rohr, um das Rückblasen von Filtrat, das sich im hohlen Schaft angesammelt haben kann, möglichst klein zu halten. Hier wird wieder das "Stoßblas"-Abstoßen des Filterkuchens benutzt, das bereits beschrieben wurde.

Figur 13

Der hohle Schaft hat gerade die Aufnahmeöffnung erreicht, während der Sektor völlig im Schlamm eingetaucht ist. Wegen der Strömung

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des Fluids (Gases) wirkt das Vakuum allmählich auf die Sektorreihe ein. Mit irgendeiner gewählten mechanischen Auslegung würde die Geschwindigkeit der Vakuumbeaufschlagung von der Rotationsgeschwindigkeit der Welle abhängen. Es gibt auch untereinander zusammenhängende Auswirkungen auf die Filterkuchenbildung durch solche Variablen, wie Breidichte, Breitemperatur (Filtratviskosität), Teilchengröße usw.

Um diese unkontrollierbaren, miteinander verknüpften und abhängigen Effekte auszuschalten, wird ein Drosselvtrtil zwischen Vakuumversorgung und Aufnahmeöffnung geschaltet. So kann die Kuchendicke unabhängig von solchen anderen Kräften gesteuert werden.

Folglich beschränkt der "'Überspring-Zwischenboqen" die Kuchenbildung in der Weise, daß die Schwankungen möglichst klein werden, und das Vakuumdrosselventil bietet unabhängige Einstellung der Kuchenbildungssteuerung.

Figur 14

Der hohle Schaft hat die Aufnahrneöffnung passiert und wieder einen Teil ohne.Vakuumbeaufschlagung erreicht, während er sich noch in völlig untergetauchter Lage befindet. Obwohl das für die Bildung des Kuchens verwendete Vakuum gedrosselt ist, wurde der Sektor für eine Bogenlänge von zweimal Rohrschaftdurchmesser plus Breite der Aufnahmeöffnung, oder etwa 6 2°, dem Vakuum.ausgesetzt. - 2 ο -

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Figur 15

Die Verbindung zum vollen Vakuum ist gerade dann wiederhergestellt, wenn die Sektorhinterkante aus dem Brei auftaucht. Schaft#2 überquert in der Zeichnung gerade die obere Öffnung. ^ Falle nichtnormalen Behaltet I'cv^«·'^^?, hrsetitm, icn Jy^n^iicn caer schau- .>,,,,<hafter Abdichtung zwischen Sektor und Schaft werden jedoch kritische Vakuumverluste verursachen, und eine gewisse Ergänzung des Vakuums durch die obere Öffnung wird zu einem notwendigen Übel. Wenn es nicht wiederaufgefüllt wird, wird der Kuchen rutschen oder aus dem Sektor herausgewaschen v/erden_/ und das allein übrigbleibende Tuch wird noch größere Vakuumverluste zulassen, die fortschreitend weiteres Abrutschen, Verlust an Ausstoß und Trockenheit nach sich ziehen.

Figur 16

Trocknung oder Entwässerung kann wiederum nicht vollendet werden, bevor die Hinterkante die horizontale Lage überschritten hat, so daß das Filtrafaus der Nähe des Filterkuchens abfIi essen kann.

Figur 17

Das ist wiederum die Lage, in der sich Filtrat in dom hohlen. Schaft ansammelt, obwohl der vertikale Querschnitt des Sektors es noch in das Rohr laufen läßt. Der iiwicchenöi"^ ··? zwischen Vakuumöffnung zur Trocknung und Blasöffnung ist allerdings so weit verringert worden, wie es den Abstand zwischen den

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hohlen Schäften entspricht. Das verlängert den Haupttrocknungsbogen um ungefähr 15°, und das ist etwa eine Vergrößerung um 15° vom Anfangspunkt der Zeichnung 16 aus.

Fortsetzung von Seite 2o:

Man sieht sofort, daß bei Benutzen dieser öffnuna der Sektor wieder nur teilweise eingetaucht ist, wenn die Verbinduna mit den Vakuum hergestellt ist, so daß unterschiedliche Kuchendicke die FoIac wäre.

Ansprüche

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Claims

Ansprüche

(l. Vakuumscheibenfilter mit mehreren Scheinen, die in axialem Abstand auf einer drehbaren Hohlwelle angeordnet sind und von denen sich jede aus mehreren, sich radial erstreckenden, mit Filtermaterial bedeckten I'iltersektoren zusammensetzt, deren hohle Innenräume mit Kanälen in Verbindung stehen, die innerhalb der Hohlwelle verlaufen und sich bis zu einem Ventilmechanismus an einem Ende der Welle erstrecken, wobei der Ventilmechanismus aus eiru.;m Ventilkopf mit vielen Öffnungen besteht, der an Vakuumleitungen und Druckluftleitungen angeschlossen ist, und der Ventilmechanismus so gesteuert wird, daß er auf in den zu filternden Brei eingetauchte Sektoren und auf der Trocknung unterliegende Sektoren Saugwirkung ausübt und daß er solche Sektoren, die sich nicht im Brei befinden und kurz vor dem Wiedereintauchen durch Drehung in den Brei stehen, mit Luft von überatmosphärischem Druck beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet , daß der Ventilmechanismus einen Ventilkopf mit Überspringbogen enthält, eine stationäre Bogenplatte (11) mit Öffnungen für eine schlitzartige untere Aufnahme-Öffnung (18) und eine schlitzartige obere Aufnahmeöffnung (l'J), eine Trocknungsmündung (12) und eine Stoßblasmündung (20) und ferner eine Verschleißplatte aufweist, die auf dem Wellenende befestigt ist, sich mit der Welle dreht, auf der Bogenplatte (11) gleitet und so viel am Umfang verteilte Durchbrüche aufweist, wie Sektoren pro Scheibe vorhanden sind, wobei jeder der Durchbrüche am Umfang mit mindestens einem der Kanäle verbunden ist, die einzelnen Öffnungen am Umfang voneinander durch dazwischen-

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liegende Stege getrennt sind und an den genannten Schlitzöffnungen vorbeigleiten, die so viel schmaler als die Stege zwischen den Durchbrüchen am Umfang der Verschleißplatte sind, daß überlappen oder überscheren zwischen zwei benachbarten Sektorschäften vermieden ist und sichergestellt ist, daß die Vakuumbeaufschlagung der Aufnahmemündungen gleichzeitig tatsächlich nur auf einen Kanal bzw. eine Reihe von Sektoren wirkt.
2. Vakuumscheibenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für eine verbesserte Steuerung der Stoßblasöffnungsi.clviltz (2o) hoch in Bezug auf die Schaftöffnung angeordnet ist, wenn die "Stoßblasluft" strömt, um Rückfluß von Filtrat in den Filterkuchen möglichst gering zu halten.
3. Vakuumscheibenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilmechanisraus aus Polyurethan besteht.

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