DE2249897A1

DE2249897A1 - Druckfilter

Info

Publication number: DE2249897A1
Application number: DE2249897A
Authority: DE
Inventors: Steven Stringham Davis
Original assignee: Envirotech Corp
Current assignee: Envirotech Corp
Priority date: 1971-10-12
Filing date: 1972-10-11
Publication date: 1973-04-19
Also published as: NO132184B; ZA726401B; FR2156198B1; IT968660B; AU4687572A; GB1382350A; BE789935A; NO132184C; CA971485A; US3760945A; JPS4846962A; SE383290B; AU474090B2; ES407566A1; BR7207041D0; NL7213349A; FR2156198A1

Description

Druckfilter
(Prioritäti 12. Oktober 1971, USA, Nr. 188 355)

Die Erfindung betrifft einen Druckfilter. Es sind "iltsrpressen zur chargenweisen Herstellung verhältnismäßig trockener Feststoffmassen oder -kuchen bekannt. Bei einer bekannten Anordnung sind die Pressen vertikal aufeinander gesetzt, wobei das Filterband zickzackförmig zwischen ihnen angeordnet ist. Diese bekannten, übereinander angeordneten Einheiten führen jedoch zu sehr komplizierten, zieharmonikaähnlichen mechanischen Bewegungen, wobei die Vergleichmäßigung des Dichtungsdruckes schwierig ist. '

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zyklisch arbeitenden Filter mit übereinander angeordneten Pressen (Filtereinheiten) zu schaffen, bei dem die mechanischen Bewegungen vereinfacht sind.

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«ι migij'i.

Jede der einzelnen Pressen komprimiert einen Feststoffkuchen mittels einer fluidbetätigten Membran auf einem Filtermedium.

Die Filtereinheiten sind stationär auf einem Rahmen befestigt. Durch Verlängerungen der hin- und herbeweglicnen Elemente einer Einheit, die in Berührung mit der darunter liegenden angrenzenden Einheit stehen, werden Filterkammern gebildet. Nach Vollendung des Zyklus wird der Filterkuchen durch Zurückziehen des hin- und herbeweglichen Elements gelöst.

Die Einheiten können unabhängig voneinander arbeiten» so daß bei Blockierung d*r Zufuhr zu einer Einheit der Filter während eines Preßvorganges nicht gestört oder beschädigt wird.

Anhand der in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Seitenansicht eines zyklisch arbeitenden, erfindungsgemäßen Filters mit übereinander angeordneten Filtereinheitenj

Fig. 2 eine Einzelheit einer der Filtereinheiten der Fig. 1 im Teilschnitt, und zwar in der Ebene der Linien 2-2 der Fig. 3, in Pfeilrichtung gesehen;

Fig. 3 eine zum Teil geschnittene Teilansicht des einen Endes zweier übereinander angeordneter Einheiten mit der Darstellung der Konstruktionseinzelheitenj

Fig. 4 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer vollständigen Filtereinheit der Fig. 1 und 3t von oben gesehen;

Fig. 5 eine weitere auseinadergezogene, perspektivische Ansicht einer Filtereinheit, ähnlich Fig. 4, jedoch von unten gesehen; und

Fig. 6 eine teilweise Seitenansicht einer abgewandelten erfindungsgemäßen Filtereinheit mit Sicherheitseinrichtungen zur Verhinderung der Beschädigung der Einheit, wobei der

besseren Übersichtlichkeit halber einige Teile weggeschnitten sind. 309816/0878

Gemäß Fig. 1 ist ein aus Filtermedium bestehendes end-

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loses Band zickzackförmig um Rollen 12 durch einen vertikalen Rahmen 13 geführt, der die Rollen trägt und an dem insgesamt mit 14 bezeichnete Filterpressen übereinander befestigt sind. Die Filterpressen sind je mit einem hin- und herbeweglichen Ring 15 verbunden, der nach unten auf dem Filterband sitzt und dieses preßt, und der vom Filterband abgehoben wird, nachdem darauf ein Filterkuchen gebildet und gepreßt ist. Bei angehobenen Ringen 15 wird das Filterband in Richtung der Pfeile angetrieben, wobei vom Rahmen wegstehende Messer oder Schaber 16 den Kuchen von dem laufenden Filterband 11 abschaben. Der Filterkuchen wird von den Messern so abgelenkt, daß er auf Förderer 18 und 19 fällt, die an einander gegenüberliegenden Seiten des Rahmens angeordnet sind und den Filterkuchen zu einer abgelegenen 'Austragestelle tragen. Das Filterband kann durch Sprühen gewaschen oder auf andere Weise gereinigt werden, und zwar in einem Gehäuse 21, zu dem es durch Hilfsrollen 20 geführt wird.

Die Filterpressen (Fig. 2 bis 5) haben je einen stationären Abschnitt mit einer Oberplatte 23, einer Mittelplatte

27 und zv/ei koplanaren Bodenplatten 32 und 33» die an Winkeln 22 aneinander befestigt und in den Rahmen 13 gesetzt sind. Die Platten können je aus bearbeiteten Metallkonstruktionen bestehen oder aus hochfestem Kunststoff oder ähnlichen Materialien geformt sein. Die Oberplatte 23 ist ein Entwasserungsgitter mit einem Muster aus in ihrer oberen Oberfläche gebildeten Entwässerungsnuten 24 und mehreren Öffnungen 29, die von der Unterseite der Nuten 24 durch die Platte 23 laufen. In der oberen Oberfläche der Mittelplatte 27 sind Kanäle 28 ausgebildet. In ihrer unteren Fläche ist ein Ringkanal 30 ausgebildet. Wenn die Oberplatte 23 beispielsweise durch Schrauben 26 an die Mittelplatte geklemmt ist, sind die Kanäle 28 abgedeckt und stehen über die Öffnungen 29 mit den Entwässerungsnuten 24 in Verbindung. In der Mittelplatte 27 ist ein Auslaß 31 zur Verbindung mit den Kanälen

28 und zum Abziehen des Filtrats vorgesehen. Die Auslässe 31

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können über Rohre 31a mit einem nichtgezeigten, gemeinsamen Entwässerungsrohr verbunden sein, das an einem der vertikalen Teile des Rahmens 13 befestigt ist.

Bei den koplanaren Bodenplatten 32 und 33 handelt es sich um eine kreisförmige Platte 32 und eine diese umgebende Platte 33. Die äußere Platte 33 weist eine Mittelöffnung auf, in die die kreisförmige Platte 32 eingesetzt ist. Zwischen beiden Platten besteht ein ringförmiger Spalt 38. Die Platten 32 und 33 sind beide beispielsweise durch Schrauben 25 und 26 an der Mittelplatte 27 befestigt. Der ringförmige Schlitz 38 steht in Deckung njit dem offenen ringförmigen Kanal 30 in der unteren Fläche der Mittelplatte 27. Die an den ringförmigen Kanal 30 angrenzenden Kanten der Bodenplatten können, wie gezeigt, kegelförmig oder angefast" sein.

Der hin- und herbewegliche Ring 15 ist in den ringförmigen Spalt 38 eingesetzt. Die konzentrischen Platten 32 und 33 bilden Zylinderwandungen, längs deren der Ring 15 hin- und herbeweglich ist. In seiner rückgezogenen Stellung tritt der Ring 15 in den Ringkanal 30 ein. Der Ring ist starr und kann aus verschiedenen korrosionsbeständigen Metallen oder Kunststoffen bestehen. An der Umfangskante des Ringes 15 ist eine kreisförmige Membran 34 befestigt. Hierdurch ergibt sich zwischen der Membran und der darüber liegenden Plaste 32 eine Kammer 35· Die Membran besteht aus einem undurchlässigen biegsamen Material, wie es f.ür Membranen bei ähnlichen Anwendungen verwendet wird. Zur Zufuhr eines unter Druck stehenden Fluids, beispielsweise Luft, ist die Kammer 35 mit einem Einlaß 36 (Fig. 1, 2, 3) versehen. Die Einlasse der Filterpressen sind an einen Verteiler 36a angeschlossen, der beispielsweise an einem der vertikalen Teile des Rahmens 13 befestigt ist. Das Fluid wird von einer entfernt gelegenen, nicht gezeigten Quelle durch das Hauptrohr den Einlassen zugeführt, so daß die Membran zu bestimmten vorgewählten

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Zeiten nach unten gedrückt wird. Bei dem hier gewählten Ausfüh-rungsbeispiel besteht der hin-* und herbewegliche Ring 15 aus einem oberen Ring und einem unteren kreisförmigen Flansch 37, der am oberen Ring befestigt ist und von diesem nach unten steht. Die Kante der kreisförmigen Membran ist zwischen den einander anliegenden Oberflächen des Ringes und des Flansches eingeklemmt. Der Ring kann auch einteilig oder auf andere Weise so ausgeführt sein, daß er die Membran aufnimmt und hält.

Der Ring 15 ist nach unten beweglich, so daß der Flansch 57 das Filterband 11 gegen die Entwässerungs-Gitterplatte 23a der darunterliegenden Einheit klemmt, so daß sich zwischen.dem Gitter und der Membran eine geschlossene Filterkammer 53 (Fig* 3) ergibt, wobei der Ring die die Kammer umschließende endlose Wand bil'det. Auf dem Ringflansch 37 und der Oberplatte 23 der darunterliegenden Einheit sind einander gegenüber angeordnete Dichtungsringe 39a und 39b vorgesehen. Hierdurch ergibt sich eine nachgiebige Dichtung über dem Filterband, wenn sich der Ring in der ausgefahrenen Stellung der Fig. 3 befindet. Die Hin- und Herbewegung des Ringes zwischen der ausgefahrenen und rückgezogenen Stellung wird durch den Fluiddruck im Ringkanal 30 bewirkt. Der Ringkanal 30 weist daher einen Einlaß 41 zur Verbindung mit einer nichtgezeigten Druckfluidquelle auf. Die Einlasse 41 der einzelnen Einheiten werden durch einen weiteren Verteiler 41a gespeist, der an einem vertikalen Teil des Rahmens 13 befestigt ist. Durch einen positiven Druck oder Überdruck im Kanal 30 wird der Ring nach unten gedrückt. Durch, einen Unterdruck im Kanal 30 wird der Ring in den Kanal zurückgezogen. Die Hin- und Herbewegung wird durch eine ringförmige Membran 40 verbessert, die in der Mitte an der Oberseite des Ringes 15 beispielsweise durch Schrauben 45 befestigt ist, wobei die Umfangskanten der Membran 40 an die Wand des ringförmigen Kanals geklemmt sind. Die ringförmige Membran ergibt nicht nur eine vergrößerte Wirkungsfläche für den Druck sondern dichtet auch den Kanal 30 ab, aus dem sonst längs der Seiten, des Ringes Leckverluste eintreten könnten. * ■

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mm, ·ί·'.ν

Ein oder mehrere Speiseeinlässe 42 stehen über die Wand des Ringes 15 (genauer über den kreisförmigen Flansch 37) mit der unterhalb der kreisförmigen Membran 34 gebildeten Kammer in Verbindung. Die Einlasse sind über flexible Schläuche 43 oder dergleichen mit einem Verteiler 55 und von dort mit einer nichtgezeigten Speisequelle verbunden. Um eine schnellere oder gleichmäßigere Speisung zu erreichen, können rings des Flansches des Ringes zwei oder mehrere Einlasse in Abständen voneinander angeordnet seh. Die äußeren Ringplatten 33 sind mit Aussparungen 44 versehen, so daß sich ein freier Durchtritt für die Schläuche 43 ergibt, wenn die Ringe 15 rückgezogen sind. Entsprechend den beim F|.ltrierzyklus gewählten Arbeitsschritten kann der Verteiler 55 selektiv zusätzlich zur Speiseflüssigkeit den Einlassen 42 Luft und/oder V/asser zuführen. Hierfür dient ein Dreiwegeventil am Einlaß des Verteilers 55, an das ein Speiserohr 56» «in Wasserrohr 57 und eine Luftleitung 58 angeschlossen sind (Fig. 1). Die Rohre bzw. Leitungen 56, 57 und 58 sind jeweils mit einem herkömmlichen Rückschlagventil 61, 62 bzw. 63 versehen_f durch die das jeweilige Fluid strömen kann, die jedoch eine Rückströmung aus dem Verteiler 55 verhindern.

Vorzugsweise sind bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Presseneinheit Sicherheitseinrichtungen vorgesehen. Gemäß Fig. 6 stellt eine der Sicherheitseinrichtungen einen Grenzsehalter 47 dar, der am Rahmen 13 angrenzend an den Ring 15 befestigt und so angeordnet ist, daß sein Arm 48 durch den Speiseeinlaß 42 am Flansch 37 des Ringes ausgelöst wird· Der Grenzschalter erfüllt zweierlei Funktionen. Die erste Funktion besteht in der Singalgabe, daß sich der Ring unten befindet und die Filterkammer gebildet ist, so daß die Speiseflüssigkeit in dieselbe eingeleitet werden kann. Die zweite Funktion besteht in der Signalgabe, daß die Filtrier- und Entwässerungszyklen beendet sind und der Ring angehoben wurde, so daß das Filterband 11 bewegt werden kann, Am Rahmen 13 ist ferner ein Grenzschalter 49 befestigt, dessen

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Arm 51 in eine Ausnehmung 52 in einer der stationären Platten ragt. Bei einer Blockierung einer Presseneinheit würde der an dieser Einheit durch die angrenzenden Pressen während des PreßvQrganges erzeugte Druck die Platten verbiegen Oder zerbrechen. Der Grenzschalter 49 dient daher dazu, ungewöhnliche Auslenkungen der stationären Platten festzustellen, wie sie vor der Verbiegung eintreten.

Die erfindungsgemäßen Presseneinheiten können unabhängig voneinander arbeiten. Gewünschtenfalls kann daher die Einheit aus ausreichend festen Materialien hergestellt werden, bei denen die Verbiegung oder Verbeulung keine Schwierigkeit bildet. Hierbei sind Sicherheitsventile dann nicht erforderlich. Bei einer solchen starken Konstruktion können bei verminderter Speisung mit· geeigneten Ventileinrichtungen nur einige der Presseneinheiten betrieben werden. Hierdurch kann bei verringerter Strömung der Filter weiterarbeiten und braucht nicht abgeschaltet und bei Bedarf wieder eingeschaltet zu werden.

Während eines Arbeitszyklus der Presse wird zunächst der Ring 15 nach unten ausgefahren, so daß sich über dem Filterband .11 eine geschlossene Filterkammer bildet. Das Ausfahren des Ringes geschieht durch Zufuhr eines unter Druck stehenden Fluids durch den Einlaß 41 in die Ringkamraer 30. Der Druck wirkt auf die ringförmige Membran 40, so daß der Ring 15 nach unten gepreßt wird. Der Fluiddruck soll während des gesamten Filtrier- und Preßzyklus aufrechterhalten werden. Darauf wird das unter Druck stehende Speisefluid (eine suspendierte, Feststoffe enthaltende Flüssigkeit) vom Speiserohr 56 über das Rückschlagventil 61 und den Verteiler 55 in die Kammer 53 eingeleitet, bis ein Kuchen mit den vorgewählten Eigenschaften gebildet ist. Dies kann zu einem Zeitpunkt während des Zyklus oder durch den Aufbau eines bestimmten Gegendruckes ermittelt werden. Die Rückströmung des Speisefluids wird durch das Rückschlagventil 61 verhindert.

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Nach der Bildung des Kuchens wird die Zufuhr unterbrochen. Von der Luftleitung 58 wird über das Ventil 63 und den Verteiler Druckluft in die Filterkammer eingeleitet, um aus dieser das F^ltrat zu entfernen. Aus der Wasserleitung 57 kann über das Ventil 62 und den Verteiler 55 V/asser zum Waschen des Filterkuchens der Filtrierkammer zugeführt werden. Nach einem oder mehreren Waschvorgängen mittels Wasser kann weitere Luft zugeführt werden. Das Filtrat tritt durch das Filterraedium in die Nuten 24 ein und fließt von dort durch die öffnungen 29 in die Entwässerimgskanäle 28, von wo es durch den Auslaß 31 abgeleitet wird.

Zur abschließenden Entwässerung des Kuchens wird über die Einlasse 42 Druckfluid in die Kammer 35 über der kreisförmigen Membran 34 eingeleitet. Hierdurch wird die Membran nach unten auf den Kuchen gedrückt, so daß sie den Kuchen gegen das Filterband preßt und aus diesem die Flüssigkeit austreibt. Nach diesen Arbeitsgängen wird der Druck auf die ringförmige Membran 40 abgeleitet und zum Anheben des Ringes 15 vom Filterband im Kanal 30 ein Unterdruck erzeugt. Der Ring 15 kann gut in die stationären Platten gehoben werden, so daß die Unterseite des Ringes zumindest bündig an den Platten anliegt und sich ein ausreichender Abstand zwischen den Platten und dem gebildeten Kuchen ergibt. Schließlich wird das Filterband 11 angetrieben und der Kuchen in der vorstehend beschriebenen Weise entfernt. Darauf kann der Zyklus wiederholt werden.

Ansprüche 309816/0878

Claims

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DA/G-K909(476) ANSPRÜCHE

Filterpresse, gekennzeichnet durch einen stationären undurchlässigen Abschnitt (32, 33), durch eine einen wesentlichen Teil des Abschnittes umschließende endlose Wand (15), durch Einrichtungen (30, 38) zur Hin- und Herbewegung der Wand aus einer rückgezogenen Stellung in eine ausgefahrene Stellung gegenüber dem Abschnitt, durch Lagereinrichtungen (23) zur starren Lagerung eines Filtermediums (11) in einem Abstand gegenüber dem Abschnitt, die so angeordnet sind, daß in der ausgefahrenen Stellung die Wand die Lagereinrichtungen berührt und zwischen den Lagereinrichtungen und dem stationären Abschnitt eine geschlossene Kammer bildet, durch eine flexible, auf der Wand gelagerte Membran (34) zur Unterteilung der Kammer in eine erste geschlossene Kammer, die über den Lagereinrichtungen liegt, und eine zweite geschlossene Kammer (35) zwischen der ersten Kammer und dem stationären Abschnitt, durch Speiseeinrichtungen zur Einführung eines Flüssigkeits-Feststoffsgemischs in die erste Kammer (53), und durch Einrichtungen zur Einführung eines Druckfluids in die zweite Kammer (35), so daß die Membran in die erste Kammer zu: den Lagereinrichtungen gedrückt wird.
2. Filterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Hin- und Herbewegung der endlosen Wand einen endlosen Schlitz (38) in

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dem stationären Abschnitt umfaßt, in dem die endlose Wand bei ihrer Hin- und Herbewegung zwischen der rückgezogenen und der ausgefahrenen Stellung aufgenommen wird» und durch eine mit dem Innern des Schlitzes in Verbindung stehende öffnung (41), durch die in den Schlitz Fluid eingeführt und aus diesem abgeführt werden kann, das gegen die aufgenommene Kante der Wand wirkt und die Wand bei ihrer Hin- und Herbewegung antreibt.
3. Filterpresse nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine an der aufgenommenen Kante der endlosen Wand (15) und den Seitenwänden des Schlitzes (30) zwischen der Öffnung (41) und dem Eingang in den Schlitz befestigte endlose Membran (40).
4. Filterpresse nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die endlose Wand aus einem Ring (15) besteht, und daß die Membran (40) ringförmig ist.
5. Filterpresse nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η "zeichnet, daß die Lagereinrichtung ein Entwässerungsgitter (24, 28) enthält.
6. Filterpresse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein über die Lagereinrichtung (23) geführtes endloses Band (11) aus Filtermedium, und durch Antriebs-

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einrichtungen (20) zur selektiven Bewegung des Filtermediums über die Lagereinrichtungen.
7. Filterpresse nach Anspruch 1, .gekennzeichnet durch mit Ventilen versehene Leitungen (56, 57, 58), die mit der Speiseeinrichtung zur selektiven Zufuhr von Druckluft in die erste Kammer (53) zusammenwirken.
8. Filterpresse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die mit Ventilen versehene Leitung mit der Speiseeinrichtung so zusammenarbeitet, daß selektiv Waschflüssigkeit in die erste Kammer (53) eingeleitet wird.
9. Filterpresse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen (47) zur Messung der Stellung der endlosen Wand (15)» und durch auf die Meßeinrichtungen ansprechende Steuereinrichtungen, die die Zufuhr der Speiseflüssigkeit nur dann zulassen, wenn die endlose Wand (15). sich in der ausgefahrenen Stellung befindet.
1O. Filterpresse nach Anspruch 9, dadurch· gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtungen mit den Speiseeinrichtungen verbunden sind.

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11. Filterpresse nach Anspruch 6 und 9, dadurch g e ke-nnze ichnet , daß die Steuereinrichtungen mit der Antriebseinrichtung verbunden sind.
12. Filterpresse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen (49) zur Messung einer ungewöhnlichen Lageveränderung des stationären Abschnittes und durch mit den Speiseeinrichtungen verbundene Steuereinrichtungen, die auf die Meßeinrichtungen (49) ansprechen und die Spei-

'" sung sperren, wenn die Lage des stationären Abschnittes verändert ist.
13. Filter gekennzeichnet durch mehrere übereinander angeordnete Filterpresßen nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche.
14. Filter nach Anspruch 5 und 13, dadurch gekennzeichnet , daß das Entwässerungsgitter auf der oberen Oberfläche des stationären Abschnittes der zunächst darunterliegenden Filterpresse angeordnet ist, und daß mit dem

. Gitter (24, 28) ein Entwässerungsauslaß (31) verbunden ist.
15. Filter nach Ansprüche und 13, gekennzeichnet durch mit der Speiseeinrichtung verbundene Ventile zur selektiven Sperrung der Speisung in die erste Kammer wenigstens einer der Filterpressen, während die Speisung in die anderen Filterpressen aufrechterhalten wird.

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16. Filter nach Anspruch 6 und 13 > dadurch gekennzeichnet, daß das endlose Band (11") aus Filtermedium zickzackförmig von einer Filterpresse zur nächsten über die Lagereinrichtungen (23) geführt ist.

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