DE2236757B2

DE2236757B2 - Röhrendruckfilter

Info

Publication number: DE2236757B2
Application number: DE2236757A
Authority: DE
Inventors: Norman Owen Par Clark; Ralph Derek St. Austell Gwilliam
Original assignee: English Clays Lovering Pochin & Co Ltd St Austell Cornwall (ver Koenigreich)
Current assignee: English Clays Lovering Pochin & Co Ltd St Austell Cornwall (ver Koenigreich)
Priority date: 1971-07-30
Filing date: 1972-07-26
Publication date: 1980-11-13
Also published as: SE380180B; DE2236757A1; US3805961A; AU466329B2; DE2236757C3; JPS5230744B1; AU4501972A; NL176906C; BE786959A; IT964828B; ZA725138B; CA968721A; NL7210367A; FR2208698B1; NL176906B; BR7205091D0; FR2208698A1; GB1386246A

Description

Die Erfindung betrifft ein Röhrendruckfilter, bestehend aus einem Paar im wesentlichen koaxial ineinanderstehcnder Rohrkörper, aus einer in dem äußeren

•to Rohrkörper angeordneten und an diesem befestigten, undurchlässigen, elastischen Manschette, aus einem um den inneren Rohrkörper herum angeordneten und von diesem gehaltenen Filterelement, aus einem Auslaß für das Ausbringen von Filtrat, welches das Filterelement durchsetzt hat, und aus eine: Vorrichtung zum axialen gegenseitigen Verschieben der Rohrkörper in eine erste und in eine zweite Stellung, wobei in der ersten Stellung die Rohrkörper eine geschlossene Ringkammer bilden, die durch die undurchlässige elastische Manschette in ein inneres und ein äußeres Abteil geteilt ist, die im wesentlichen koaxial zueinander liegen und nicht miteinander verbunden sind, wobei das innere Abteil einen Einlaß für ein feuchtes, aus festen Teilchen bestehendes Material besitzt und das äußere Abteil einen Einlaß für ein hydraulisches Druckmittel aufweist, und wobei in der äußeren Stellung der Rohrkörper die Ringkammer geöffnet ist, um das Ausbringen der festen Teilchen aus dem inneren Abteil zu ermöglichen.

Röhrendruckfilter dieser Art sind bekannt (GB-PS

9 07 485, GB-PS 12 40 465, GB-PS 12 40 466). Bei diesen Druckfiltern besteht das Filterelement aus einei Drahtsiebhülse und einer Filtertuchhülse, wobei vorzugsweise zwischen Sieb und Filtertuch noch ein Unterlagtuch vorgesehen ist. Dieses Filterelement ist mit engem Sitz über dem Mittelteil des inneren Rohrkörpers angeordnet. Diese Anordnung Filterelementes wirft Probleme auf. Wenn der Durchmesser des Filterelementes zu klein ist, ist es nicht oder nur mit sehr

großen Schwierigkeiten möglich, das Filterelement über den inneren Rohrkörper zu ziehen. Wenn dagegen der Durchmesser des Filterelementes zu groß ist sitzt es nicht stramm auf dem inneren Rohrkörpe», und es bilden sich im Betrieb des Druckfilters Falten, die zu einer Beschädigung des Filterelementes führen, so daß dessen Lebensdauer herabgesetzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Röhrendruckfilter der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Filterelement einfach auf den inneren Rohrkörper aufbringbar ist und trotzdem im Betrieb einen faltenfreien Sitz gewährleistet

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Außenfläche des inneren Rohrkörpers mit einer oder mehreren Rinnen versehen ist deren Tiefe nicht größer als ihre halbe Breite und nicht kleiner als ein Achtel ihrer Breite ist und daß die Anordnung der Rinne oder der Rinnen auf der Außenfläche des inneren Rohrkörpers und die Größe und Konstruktion des Filterelementes so gewählt sind, daß bei Zuführung von hydraulischem Druckmittel in das äußere Abteil, um das feuchte, aus festen Teilchen bestehende Material im inneren Abteil gegen das Filterelement zu pressen, der auf das Filterelement ausgeübte Druck dieses durchbiegt, in die Rinne oder die Rinnen hineindrängt und es straff spannt so daß auf dem Filterelement ein Filterkuchen mit sich ändernder Dicke gebildet wird.

Hierdurch wird es ermöglicht ein Filterelement mit ausreichend großen Durchmessern zu verwenden, das leicht auf den inneren Rohrkörper aufbringbar ist, während im Bereich das Filterelement in die Rinnen gedrängt und dadurch gespannt wird, ohne daß sich Falten bilden. Hierdurch wird die Lebensdauer des Filterelements erhöht. Außerdem ergibt sich der weitere Vorteil, daß der sich auf dem Filterelement bildende Filterkuchen mit sich ändernder Dicke sich leichter entfernen läßt, beispielsweise unter Anwendung von Druckluft Schließlich wird durch die Rinnen auch die Filterfläche etwas vergrößert.

Vorzugsweise läuft die Rinne oder laufen die Rinnen schraubenförmig um die Außenfläche des inneren Rohrkörpers herum.

Die Rinne oder die Rinnen können sich in Längsrichtung des inneren Rohrkörpers und im wesentlichen über die ganze Länge desjenigen Teiles des inneren Rohrkörpers erstrecken, der den wirksamen Teil des Filterelementes trägt.

Vorzugsweise ist die Summe der Breiten aller Rinnen in jedem Ringsegment des inneren Rohrkörpers wenigstens 80% des Umfangs des Ringsegments. Die Summe der Breiten aller Rinnen in einem Ringsegment des inneren Rohrkörpers ist vorzugsweise im wesentlichen gleich der Summe der Breiten aller Rinnen in jedem anderen Ringsegment des inneren Rohrkörpers. Vorzugsweise sind 6 bis 100 Rinnen vorgesehen.

Zweckmäßig enthält das Filterelement eine Fiitertuchhülse mit elastischen Eigenschaften, die über eine Drahtsiebhülse solcher Größe angeordnet ist, daß diese eng über den inneren Rohrkörper paßt, wobei die Drahtsiebhülse in jeder Richtung mehr als 80 Drähte pro cm, aber mindestens 24 Drähte pro cm in wenigstens einer Richtung aufweist. Dabei ist vorzugsweise zwischen der Drahtsiebhülse und der Filtertuchhülse ein Hilfstuch angeordnet, dessen Dicke bis zu 2 mm beträgt.

Zweckmäßig enthalten die Rohrkörper je einen mittleren zylindrischen Abschnitt sowie Endabschnitte, die mit benachbarten Abschnitten des anderen Rohrkörpers eine Dichtung bilden, wenn die Rohrkörper sich in ihrer ersten Stellung befinden, wobei der innere Rohrkörper obere und untere Abschnitte aufweist von denen jeder einen sich radial nach außen erstreckenden Flanschteil mit größerem Durchmesser als der mittlere zylindrische Abschnitt aufweist und wobei auf oder neben diesem Flanschteil eine Umkleidung angeordnet ist die sich um den mittleren zylindrischen Abschnitt und ein Endteil des Filterelementes erstreckt und wobei die Rinne oder die Rinnen in der Außenwand des inneren Rohrkörpers an jedem Ende des inneren Rohrkörpers kurz vor der Umkleidung enden.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt eines Rohr-Druckfilters gemäß der Erfindung, wobei einige Teile des inneren Rohrkörpers nicht geschnitten sind;

Fig.2 einen Querschnitt des inneren Rohrkörpers des erfindungsgemäßen Rohr-Druckfilters; und

F i g. 3a und 3b schematisch wahlweise Ausführungen des inneren Rohrkörpers des erfindungsgemäßen Rohr-Druckfilters.

Das Röhrendruckfilter nach F i g. 1 besteht aus einem äußeren Rohrkörper, einem inneren Rohrkörper, einer undurchlässigen elastischen Manschette, einem flexiblen Filterelement einem Auslaß für das Austragen von Filtrat, einem Einlaß für das zu behandelnde Material, einem Einlaß und einem Auslaß für ein hydraulisches Mittel und einer Vorrichtung für die gegenseitige axiale Verschiebung der Rohrkörper.

Der äußere Rohrkörper besteht im wesentlichen aus einem mittleren zylindrischen Abschnitt 20 und zwei Endabschnitten, die jeweils Flansche 2 und 3 und ringförmige Bühnen 12 und 13 enthalten. Der den Flansch 2 und die ringförmige Bühne 12 enthaltende Endabschnitt und der den Flansch 3 und die ringförmige Bühne 13 enthaltende Endabschnitt sind beide so ausgebildet und angeordnet daß sie jeweils Ausnehmungen 8 und 9 aufweisen, in denen ringförmige Kopfteile 6 und 7 liegen, welche die Enden einer undurchlässigen elastischen Manschette 30 bilden. Zwischen der undurchlässigen elastischen Manschette 30 und dem äußeren Rohrkörper ist ein äußeres Abteil /gebildet. Eine Leitung 43 ist für die Zuführung und das Abziehen eines hydraulischen Mittels zu und von dem äußeren Abteil vorgesehen. Diese Leitung 43 ist mit einer weiteren Leitung 44 verbunden, welche die obere ringförmige Bühne 12 mit der unteren ringförmigen Bühne 13 verbindet.

Der innere Rohrkörper enthält im wesentlichen einen mittleren zylindrischen Abschnitt 40, der mit einer Anzahl Durchbrechungen versehen ist die mit 47 bezeichnet sind. Der innere Rohrkörper enthält ferner eine innere Abschlußkappe 45 am unteren Ende des inneren Rohrkörpers sowie die Außenendkappen 4 und 5, von denen jede mit einem radial auswärts sich erstreckenden Flanschteil versehen ist, auf dem kegelstumpfförmige Umkieidungen 10 und 11 angeordnet sind. Die Außenwand des inneren Rohrkörpers enthält 18 Rinnen 1, deren Profil am besten in F i g. 2 zu sehen ist. Der Gesamtdurchmesser des inneren Rohrküipers beträgt 168 mm. Die Breite w jeder Rinne beträgt 25 mm und die Tiefe djeder Rinne ist 4 mm. Der zentrische zylindrische Abschnitt 40 trägt ein Filterelement 50. Die Rinnen haben keine scharfen Kanten, welche das Auftreten von Linien mit konzentrierter Spannung im Filterelement bewirken könnten. Die

oberen und unteren Enden 51 und 52 jeder Rinne sind mit einer sanften Verjüngung versehen, und es hören die Enden jeder Rinne kurz vor den inneren Rändern der oberen und unteren kegelstumpfförmigen Umkleidungen 10 und 11 auf.

Die undurchlässige elastische Manschette 30, die flüssigkeitsdicht am äußeren Rohrkörper befestigt ist, bildet mit dem inneren Rohrkörper ein inneres Abteil X.

Es ist ein Einlaß zu dem Abteil X vorgesehen, der das Einbringen eines nassen, aus festen Teilchen bestehenden Materials, das druckgefiltert werden soll, ermöglicht. Das Einbringen in das Abteil X erfolgt unter Druck. Der Einlaß enthält mehrere Schlitze 49, die in der unteren Kante der Umkleidung 11 gebildet sind. Die Schlitze 49 stehen in Verbindung mit einer ringförmigen Rinne 48 und mit einer Kammer 42, in welche ein flüssiger Brei aus dem zu filternden Material über ein Rohr 41 eingebracht werden kann.

Ferner ist ein Heberrohr (nicht gezeigt) vorgesehen, welches aus dem Inneren des inneren Rohrkörpers Filtrat entfernt, das durch die Durchbrechungen 47 hindurchgetreten ist

Eine Druckluftleitung 53 ragt in das Innere des inneren Rohrkörpers hinein. Diese Leitung kann dazu benutzt werden, das Austragen des Filterkuchens zu unterstützen.

Mit Hilfe einer Hebevorrichtung 54 können der innere und der äußere Rohrkörper axial relativ zueinander bewegt werden.

Beim Betrieb des Rohr-Druckfilters wird ein Material, das durch Druck gefiltert werden soll, durch die Leitung 41, die Kammer 42, die Schlitze 49 und die Rinne 48 in das Abteil X eingebracht, und es wird dann ein hydraulisches Mittel über die Leitungen 43 und 44 in das Abteil Y eingebracht Der Druck des hydraulischen Mittels drückt die undurchlässige elastische Manschette 30 und damit das zu filternde Material zusammen, wodurch Filtrat durch das Filterelement und durch die Löcher 47 im inneren Rohrkörper hindurchgepreßt wird. Das Heberrohr entfernt dann das Filtrat aus dem inneren Rohrkörper. Das hydraulische Mittel wird dann aus dem äußeren Abteil Y abgesogen, und es werden darauf der innere und der äußere Rohrkörper in axialer Richtung gegeneinander mit Hilfe der Hebevorrichtung 54 bewegt, so daß Filterkuchen, welcher sich auf dem Filterelement befindet aus dem inneren Abteil ausgebracht werden kann.

Die Anordnung von Rinnen 1 in der Außenwand des inneren Rohrkörpers ermöglicht es dem Filterelement 50, in die Rinnen einzudringen, während das zu filternde Material zusammengedrückt wird. Wenn das hydraulische Mittel aus dem Abteil Y abgesogen wird, sucht die natürliche Elastizität des Filterelementes 50, dieses Element wieder in seine im wesentlichen zylindrische Form zu bringen, und es reißt der auf dem Filterelement befindliche Filterkuchen in mehrere Streifen auf, wenn der innere und der äußere Rohrkörper in axialer Richtung relativ zueinander bewegt wird. Luftstöße mit Hilfe von Druckluft können auch über die Leitung 53 gegen die Innenseite des inneren Rohrkörpers gerichtet werden, um in dieser Verfahrensstufe sicherzustellen, daß der Filterkuchen vollständig ausgetragen wird. Da das Filterelement eine gekräuselte Oberfläche hat, wenn das Filterelement in die Rinnen 1 hineingedrängt wird, wird der Filterkuchen, der aus dem Filterelement gebildet ist, unterschiedliche Dicke aufweisen, was sein Austragen in Form von vertikalen Streifen erleichtert

Die Filterfläche der oben beschriebenen Anordnung

ist etwa 3,7% größer als die Filterfläche eines ohne Wellen versehenen zylindrischen inneren Rohrkörpers mit gleichem Gesamtdurchmesser.
Die F i g. 3a und 3b zeigen wahlweise Anordnungen

^r) der Rinne oder der Rinnen 1, wie sie auf der Außenwand des inneren Rohrkörpers angeordnet sein können. Bei der schraubenlinienförmigen Rinne gemäß Fig.3b sollte der Winkel A nicht größer als 45° sein.

Bei allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen

ίο der Erfindung ist die Summe der Breiten aller Rinnen in irgendeinem Ringsegment des inneren Rohrkörpers größer als 80% des Umfanges des Ringsegmentes. Ferner ist die Summe der Breiten aller Rinnen in irgendeinem Ringsegment des inneren Rohrkörpers im wesentlichen gleich der Summe der Breiten aller Rinnen in irgendeinem anderen Ringsegment des inneren Rohrkörpers.

Die Erfindung wird weiter durch das folgende Beispiel näher erläutert.

Beispiel

Ein Röhrendruckfilter mit einem mit Rinnen versehenen inneren Rohrkörper, wie er beschrieben ist und mit Abmessungen, wie sie oben in Verbindung mit den F i g. 1 und 2 angegeben sind, wurde mit einem Filterelement 50 versehen, welches aus drei koaxialen Manschetten bestand, nämlich einer Maschendraht-Manschette, einer Hilfstuch-Manschette und einer Filtertuch-Manschette. Die Maschendraht-Manschette

jn wurde hergestellt aus Fourdrinier-Papiermaschinensieb, das in einem Holländer-Webstuhl gewebt wurde, so daß vier Drähte pro cm in Längsrichtung und 40 Drähte pro cm in Umfangsrichtung vorhanden waren. Das Sieb wurde auf die richtige Größe derart zugeschnitten, daß

S5 nach der Verbindung der längeren Seiten miteinander eine zylindrische Manschette gebildet wurde. Diese Manschette wurde über den Umfang des inneren Rohrkörpers gezogen. Die Seiten der Manschette wurden durch Schweißen oder Löten miteinander verbunden. Dabei wurde der Saum geschliffen, um die Abnutzung des Hilfstuches und des Filtertuches möglichst klein zu halten. Die Hilfstuch-Manschette bestand aus Polyäthylenterephtalat-Filz, der dadurch hergestellt wurde, daß eine Matte aus willkürlich zusammengelegten kurzen Stapelfasern hergestellt worauf auf die Matte Wärme aufgebracht wurde, um die Fasern miteinander zu verbinden. Die Hilfstuch-Manschette wurde so hergestellt, daß sie lose über die Maschendraht-Manschette paßte. Die Filtertuch-Manschette bestand aus Polyäthylenterephtalat mit einem Gewicht von 348 g/m², das als Rohr mit einem Umfang von 546 mm gewoben worden ist und zwar aus 3 Strängen eines ununterbrochenen einfädigen Garnes mit 125 Denier. Der Umfang des inneren Rohrkörpers betrug nach dem Aufbringen der Maschendraht-Manschette und der Hilfstuch-Manschette etwa 535 nun, so daß das Filtertuch leicht über die Hilfstuch-Manschette hinübergezogen werden konnte.
Es wurde festgestellt, daß im Betrieb die Maschendraht-Manschette und das Hilfstuch bestrebt waren, die gewellte Oberfläche des inneren Rohrkörpers anzunehmen und daß das Filtertuch in die Wellungen während der Druckstufe des Betriebszyklus des Rohr-Druckfilters hineingedrängt wurde, daß aber das Filtertuch während der Filterkuchenausbringstufe wieder die im wesentlichen zylindrische Form annahm. Keine Falten wurden in dem Filtertuch während des Betriebes erzeugt

Nach insgesamt 4467 Zyklen wurde das Filtertuch herausgenommen und unter einem Mikroskop mit geringer Vergrößerung einer Zerreißprobe unterworfen. Sowohl das Aussehen als auch die Reißfestigkeit

waren von den Ergebnissen, die an einem unbenutzten 5 bestimmt.

Tuch festgestellt worden waren, nicht zu unterscheiden. Die Gesamtlebensdauer eines Filtertuches bei einem Rohr-Druckfilter üblicher Art, das heißt mit ungewelltem inneren Rohrkörper, wurde mit etwa 3000 Zyklen

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Röhrendruckfilter, bestehend aus einem Paar im wesentlichen koaxial ineinander stehender Rohrkörper, aus einer in dem äußeren Rohrkörper angeordneten und an diesem befestigten, undurchlässigen, elastischen Manschette, aus einem um den inneren Rohrkörper herum angeordneten und von diesem gehaltenen Filterelement, aus einem Auslaß für das Ausbringen von Filtrat, welches das Filterelement durchsetzt hat, und aus einer Vorrichtung zum axialen gegenseitigen Verschieben der Rohrkcrper in eine erste und in eine zweite Stellung, wobei in der ersten Stellung die Rohrkörper eine geschlossene Ringkammer bilden, die durch die undurchlässige elastische Manschette in ein inneres und ein äußeres Abteil geteilt ist, die im wesentlichen koaxial zueinander liegen und nicht miteinander verbunden sind, wobei das innere Abteil einen Einlaß für ein feuchtes, aus festen Teilchen bestehendes Material besitzt und das äußere Abteil einen Einlaß für ein hydraulisches Druckmittel aufweist, und wobei in der äußeren Stellung der Rohrkörper die Ringkammer geöffnet ist, um das Ausbringen der festen Teilchen aus dem inneren Abteil zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des inneren Rohrkörpers (40) mit einer oder mehreren Rinnen (1) versehen ist, deren Tiefe nicht größer als ihre halbe Breite und nicht kleiner als ein Achtel ihrer Breite ist und daß die Anordnung der Rinne oder der Rinnen auf der Außenfläche des inneren Rohrkörpers und die Größe und Konstruktion des Filterelementes (50) so gewählt sind, daß bei Zuführung von hydraulischem Druckmittel in das äußere Abteil (Y), um das feuchte, aus festen Teilchen bestehende Material im inneren Abteil (X) gegen das Filterelement (50) zu pressen, der auf das Filterelement ausgeübte Druck dieses durchbiegt, in die Rinne oder die Rinnen hineindrängt und es straff spannt, so daß auf dem Filterelement (50) ein Filterkuchen mit sich ändernder Dicke gebildet wird.

2. Röhrendruckfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne oder die Rinnen (1) schraubenförmig um die Außenfläche des inneren Rohrkörpers (40) herumlaufen.

3. Röhrendruckfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne oder die Rinnen (1) sich in Längsrichtung des inneren Rohrkörpers (40) und im wesentlichen über die ganze Länge desjenigen Teiles des inneren Rohrkörpers erstrekken, der den wirksamen Teil des Filterelementes (50) trägt

4. Röhrendruckfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Breiten (w) aller Rinnen (1) in jedem Ringsegment des inneren Rohrkörpers (40) wenigstens 80% des Umfanges des Ringsegmentes ist.

5. Röhrendruckfilte: nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Breiten (w) aller Rinnen (1) in einem Ringsegment des inneren Rohrkörpers (40) im wesentlichen gleich der Summe der Breiten aller Rinnen in jedem anderen Ringsegment des inneren Rohrkörpers ist.

6. Röhrendruckfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sechs bis einhundert Rinnen (1) vorgesehen sind.

7. Röhrendruckfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement eine Filtertuchhülse (50) mit elastischen Eigenschaften enthält dis über einer Drahtsiebhülse solcher Größe angeordnet ist, daß diese 5 ?ng über den inneren Rohrkörper (40) paßt, wobei die DrahtsiebhQlse in jeder Richtung nicht mehr als achtzig Drähte pro Zentimeter aber mindestens vierundzwanzig Drähte pro Zentimeter in wenigstens einer Richtung aufweist

ίο

8. Röhrendruckfilter nach Anspruch 7, dadurch

gekennzeichnet, daß zwischen der Drahtsiebiiülse und der Filtertuchhülse ein Hilfstuch angeordnet ist, dessen Dicke bis zu zwei Millimeter beträgt

9. Röhrendruckfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrkörper je einen mittleren zylindrischen Abschnitt (20,40) sowie Endabschnitte enthalten, die mit benachbarten Abschnitten des anderen Rohrkörpers eine Dichtung bilden, wenn die Rohrkörper sich in ihrer ersten Stellung befinden, daß der innere Rohrkörper (40) obere und untere Abschnitte aufweist, von denen jeder einen sich radial nach außen erstreckenden Flanschteil mit größerem Durchmesser als der mittlere zylindrische Abschnitt (40) aufweist, und daß auf oder neben diesem Flanschteil eine Umkleidung (10, U) angeordnet ist, die sich um den mittleren zylindrischen Abschnitt und ein Endteil des Filterelementes (50) erstreckt und daß die Rinne oder die Rinnen (1) in der Außenwand des inneren Rohrkörpers an jedem Ende des inneren Rohrkörpers kurz vor der Umkleidung (10,11) enden.