DE2415477A1 - Filtriervorrichtung - Google Patents
FiltriervorrichtungInfo
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Description
PATENVANWÄlTfi *y ι λ j- i rj η
DRAHG. RICHARD GLAWE - DIPL-ING. KLAUS DELFS - DIPL-PHYS. DR. WALTER MOLL
MÖNCHEN HAMBURG MÜNCHEN
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BETRIFFT: | ||||
SIEETLEY (Mfg) IiIMITED
Gateford Hill, Worksop, England
Piltrierrorriehtung
Die Erfindung "betrifft eine Piltriervorrichtung zum Trennen
der flüssigen -und festen Komponenten von Gemischen.
Insbesondere "betrifft die Erfindung eine Piltriervorrichtung
der Irt, "bei der das zu filternde Material in den Raum
zwischen ein^n zylindrischen Pilter und einer konzentrische^
flexiblaiBlase zugeführt wird, wobei diese durch eine hydraulische
Plüssigkeit gegen das zu filternde Material gedruckt
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werden kann, wodurch sie die flüssige Komponente durch den Filter drückt.
Die erfindungsgemäße Filtriervorrichtung mit zylindrischem Gehäuse ist gekennzeichnet durch einen hohlen, mit Löchern versehenen
Zylinderkörper, eine undurchlässige, elastische Hülse, die in dem ringförmigen Raum zwischen der Innenseite des Gehäuses
und der Außenseite des Zylinderkörpers angeordnet und vorzugsweise am Umfang an ihren Enden an dem Gehäuse des Zylinderkörpers
befestigt ist, und dadurch den ringförmigen Raum in eine innere Filterzelle und eine äußere, druckausübende Zelle
teilt, ein um den Zylinderkörper angeordnetes und von ihm gehaltenes Filterelement, Austrittsmittel zum Entladen des FiItrats,
das durch das Filterelement in den Zylinderkörper hindurchgetreten ist, eine Zuführvorrichtung in die innere Zelle für
flüssig-feste Gemische und eine Zufuhr in die äußere Zelle für eine unter Druck stehende hydraulische Flüssigkeit, eine schwenkbare
Endplatte, die so ausgebildet und angeordnet ist, daß der Filterkuchen aus der inneren Zelle entladen werden kann, und
vorzugsweise eine zusätzliche Zuführungseinrichtung für Druckluft in das Innere des Zylinderkörpers.
Vorzugsweise überlappt der Boden des Gehäuses mit dem Zylinderkörper,
und die schwenkbare Endplatte ist mit einem konvexen Teil versehen, um in der Schließstellung der Endplatte gegen den
Zylinderkörper und gegen das überstehende Gehäuse abzudichten
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und um eine Fläche zu bilden, die zwischen den Dichtungen im
wesentlichen der Fläche der elastischen Hülse entspricht.
Der Zylinderkörper kann Mittel aufweisen, um ihn während des Entladens des Filterkuchens zu schütteln. Bin geeignetes Mittel
ist ein Drehschwingungswandler.
Der zylindrische Körper kann auch so konisch ausgebildet
sein, um die Entladung des Filterkuchens zu unterstützen. In diesem Fall kann die undurchlässige, elastische Hülse dicker
ausgebildet sein, um die Verringerung des Durchmessers des zylindrischen
Körpers auszugleichen.
Die Zuführungseinrichtung, d.h. die Schlammzuführungsleitung
in die innere Zelle, kann mit einem geeigneten Ventile, z.B. einer Rohrverzweigung, versehen sein, deren Ausgänge normalerweise
durch eine elastische Hülse abgedichtet werden wurden. In passender Weise würde die elastische Hülse zumindest in der
Nähe der Ausgänge der Rohrverzweigung mit unbiegsamen Einsätzen versehen sein. Die Schlammzufuhrungsleitung kann auch ein zusätzliches
Ventil aufweisen, um die FiItriereinheit von der
Pumpe für den Schlamm zu trennen«,
Vorzugsweise weist die Zufuhr für die flüssig-festen Gemische in die innere Zelle eine im wesentlichen zylindrische
Kammer auf, die mit radial angeordneten Öffnungen versehen ist,
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um sie mit der inneren Zelle zu verbinden, wohei sich die
Kammer an einem Ende des Zylinderkörpers und geradlinig ausgerichtet
damit "befindet und eine oder mehrere Zuführungsleitungen
in diese Kammer und ein hohlzylindrisches Teil so ausgebildet und zurückziehbar angeordnet sind, um diese Öffnungen
zu schließen oder zu öffnen. Vorzugsweise ist der zylindrische Teil mit Öffnungen versehen, die bei einer Stellung des
zylindrischen Teils mit den Öffnungen der Kammer übereinstimmen·
Es ist wünschenswert, daß das hohlzylindrische Teil so ausgebildet und angeordnet ist, daß es jeglichen Filterkuchen
aufnimmt, der an dem Filterelement haftet und dadurch jeden derartigen Filterkuchen entfernt oder verdrängt. Ein bedeutender
Vorteil dieser Anordnung ist es, daß sie den Durchtritt von Schlämmen gestattet, die Schleifmaterialien mit einer
Teilchengröße bis zu 10 Sieb-BSS (British Standard Specification) -Einheiten enthalten können.
Es ist wünschenswert, daß die Sehlamrozuführungsleitung
eine Luft/Vakuum-Leitung aufweist.
Erfindungsgeaäß ist auch ein Verfahren zum Filtern flüssigfester Gemische, insbesondere Schlammen von Magnesiumhydroxid,
vorgesehen, das im wesentlichen gekennzeichnet ist durch die Zufuhr des Gemisches zu einer Zelle, die durch die filterbedeckte
Außenwand eines hohlen, mit Löchern versehenen Zylinderkörpers und teilweise durch die Innenfläche einer undurchlässi-
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gen, elastischen Hülse festgelegt wird, das nachfolgende Einpumpen
einer hydraulischen Flüssigkeit in eine Zelle, die teilweise durch die Innenwand eines zylindrischen Gehäuses, das den
Zylinderkörper umschließt, und teilweise durch die Außenseite der undurchlässigen, elastischen Hülse gebildet wird, um dadurch
mit der elastischen Hülse das Gemisch zusammenzupressen, die Flüssigkeit durch den Filter in das Innere des Zylinderkörpers
zu drücken, die Flüssigkeit aus dem Inneren des Filterkörpers zu entnehmen, eine schwenkbare Endplatte des zylindrischen
Gehäuses zurückzuschwenken und Druckluft in das Innere des Körpers zu drücken, um den an dem Körper anliegenden Filterkuchen
zu entfernen, der dann durch die Schwerkraft durch die Öffnung
herausfällt, die durch das Zurückschwenken der schwenkbaren Endplatte offen gelassen wurde.
Die in diesem Verfahren verwendete erfindungsgemäße Filtriervorrichtung
erleichtert die Filtration von Schlämmen, die Schleifmaterialien, wie Eisenoxyd, oder von Schlämmen, die
Grobmaterialien, wie Chromerz, oder Zusätze enthalten, die im Fall von Magnesiumhydroxid-Schlämmen fasrige Bindemittel wie
Stahlwolle, Holz, fasriges, feuerfestes Material o. ä. aufweisen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nun anhand eines Beispiels
mit Bezug auf anliegende Zeichnung dargestellt.
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Pig. 1 ist eine Seitenansicht einer Piltriervorrichtung nach, der Erfindung,
Fig. 2 ist eine Aufsicht der Vorrichtung nach Pig. 1,
Pig. 3A ist ein zentraler, senkrechter Querschnitt der Vorrichtung entlang der Linie 3-3 der Pig. 2
oberhalb der Teilungslinie X, die in Pig. 1 angedeutet ist,
Pig. 3B ist ein zentraler, senkrechter Querschnitt der Vorrichtung entlang der Linie 3-3 nach Pig. 2
unterhalb der Teilungslinie X, die in Pig. 1 angedeutet ist,und
Pig· 4 ist ein teilweiser vertikaler Querschnitt durch die Zuführungsleitung für das flüssig-feste Gemisch
der Vorrichtung, wie sie in Pig. 3A gezeigt ist.
Mit Bezug auf die Zeichnung, insbesondere Pig. 3A und 3B,
weist eine Piltriervorrichtung ein röhrenförmiges Gehäuse 1 auf, innerhalb dessen eine röhrenförmige Piltriereinheit angeordnet
ist, die allgemein mit 2 gekennzeichnet wird. An dem röhrenförmigen Gehäuse sind Hohlflanschteile 4 und 5 angeschweißt.
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Eine zugehörige Endplatte ist an dem Planscht eil 4 angeschraubt.
Die Endplatte 6 ist mit einer. Zuführungsleitung 7 für Druckluft, einerZuführungsleitung 8 (siehe Fig. 2 und 4)
für das zu filternde Material, wie z.B. Schlamm, und einer Austrittsleitung 9 für das Filtrat versehen, wobei diese Leitung
sich fast über die gesamte Länge der Einheit 2 erstreckt.
Ein Ringteil 18 ist an den Flanschten 5 angeschraubt, wobei
die Öffnung des Ringteils 18 durch eine schwenkbare Endplatte verschließbar ist, die allgemein mit 19 gekennzeichnet
ist.
Die Flanschteile 4 und 5 sind so geformt, daß sie Verzweigungskammern
10 und 11 bilden, die über Rohrleitungen 12 und 13 mit einer Quelle für hydraulische Flüssigkeit und über Kanäle
14 und 15 mit der Innenseite des zylindrischen Gehäuses 1 verbunden sind.
Eine flexible Gummihülse 16 ist in Kanälen 17 festgeklemmt
und abgedichtet, die in den Flanschteilen 4 und 5.und in der Endplatte 6 und dem Ringteil 18 vorgesehen sind.
Die Filtriereinheit 2 weist eine zylindrische Metallröhre auf, die mit einer Anzahl von Öffnungen 3 versehen ist, und
die durch eine obere Endplatte 21 und eine untere Endplatte abgedichtet ist«. Die obere Endplatte 21 hat eine Öffnung 23,
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die mit der Druckluftztiführungsleitung 7 verbunden ist. Eine
Bodenplatte "besteht aus zwei Scheiben 24 und 31, die zusammen
und an die untere Endplatte 22 durch Bolzen 25 angeschraubt sind, wobei es diese Bolzen gestatten, den Abstand zwischen
der Platte 22 und der Platte 24 einzustellen. Ein am Umfang angeordnetes, überstehendes Band 33 gestattet es, einen Dichtring
46 zwischen den Scheiben 24 und 31 festzuklemmen. Die Metallröhre 20 kann eine umgekehrte konische Form haben, wobei
der Konuswinkel im Bereich zwischen 1° bis 10° liegt. Ein geeignetes Filtertuch und eine nicht gezeigte liltertuchhalterung
sind um die Metallröhre 20 angeordnet.
Die Filtriereinheit 2 ist durch Bolzen 45 gehalten, die
die obere Endplatte 21 an der Endplatte 6 befestigen.
Zwischen der Endplatte 6 und der oberen Endplatte 21 und
mit einer kreisförmigen Verkleidung 37 befestigt ist eine Kammer
39 angeordnet, mit der die Leitung 8 verbunden ist und durch die die Leitung 9 und die Luftleitung 7 führen. Die Verkleidung
37 ist mit Kanälen 38 versehen, die durch ein konisches Zylinderteil 50 abdichtbar sind. Das konische Zylinderteil
50 ist mit einem pneumatischen Hebel durch die verbindenden Stäbe 51 verbunden und' ist mit Öffnungen 52 versehen.
Dichtringe sind bei 53 zwischen dem Zylinderteil 50 und der Verkleidung 37, bei 54 zwischen der Platte 6 und dem Zylinder-
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teil 50 und bei 55 zwischen der Hülse 16 und dem Zylinderteil
50 vorgesehen.
Das Gelenkteil 19 weist eine kreisförmige Platte 26 auf, die an einem Ringteil 27 angeschraubt ist, das eine konvexe
äußere Form hat, die ein hohles birnenförmiges Dichtteil bildet, das so angepaßt ist, um die Öffnung in dem Ringteil 18
zu schließen. Die Platte 26 ist mit einer Öffnung 34 versehen, wodurch jeglicher Druck abgelassen werden kann, der sich in
dem zentralen Bereich der Platte 26 ausbilden könnte. Ein Ring aus zusammendrückbarem Material ist in dem Kanal 47 angeordnet,
und ein Dichtring 46 ist vorgesehen, um eine feste Dichtung
sicherzustellen. Die Dichtung relativ zu dem Ring 46 ist durch die Platte 24 einstellbar, die durch die Bolzen 25 bewegt werden
kann.
Es ist klar, daß die äußere Form des Teils 27 es ermöglicht, die Hülse 16 zu halten, wodurch die Deformation der
Hülse verhindert wird, wenn diese unter dem Druck der hydraulischen Flüssigkeit steht. Weiterhin nimmt der Druck auf die
Dichtung bei 47 a-b, wenn die Hülse 16 gegen das Teil 27 gedruckt
wird.
Der Arm 26 ist angeordnet, um das Schwenkteil 28 zu drehen, wobei die Drehung durch einen hydraulischen Kolben 29 bewirkt
wird, der auf das Schwenkteil 30 wirkt, das an der Verlängerung des Arms 26 befestigt ist.
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Das Gelenkteil 19 wird durch ein Festhälteteil freigebbar
in seiner Lage festgehalten, das aus einem abgeschrägten, drehbaren Greifteil 32 besteht. Das Greifteil 32 dreht sich um die
Achse 34 und wird auf einfache Art durch den hydraulischen Kolben 36 betätigt.
Beim Gebrauch wird das zylindrische Teil 50 durch den pneumatischen
Hebel bewegt, bis die Öffnungen 52 mit den Kanälen übereinstimmen, und dann wird das zu filternde Material, z.B.
Schlamm, über die Zuführungsleitung 8, die Kammer 39, den Kanal 38 und die Öffnung 52 in die Zelle 40 gepumpt. Wenn die
Zelle 40 voll ist, wird der Nachschub von Schlamm gestoppt, indem das zylindrische Teil 50 durch den pneumatischen Hebel
angehoben wird, wodurch der Kanal 38 abgedichtet wird. Jeglicher Schlamm, der in der Kammer 39 verblieben ist, wird
durch die Schlammzuführungsröhre 8 abgesaugt. Bei dieser Ausführungsform des Filters besteht keine Notwendigkeit, vor der
Zufuhr des Schlamms eine, kleine Menge hydraulische Flüssigkeit anfänglich zuzuführen, um die Hülse gegen die Filteranordnung
abzudichten, und daher steht das gesamte Volumen der . Zelle für den Schlamm zur Verfügung.
TJm den Schlamm zu filtrieren, wird hydraulische Flüssigkeit über die Leitungen 12 und 13, die Kammern 10 und 11 und
die Kanäle 14 und 15 in den Raum zwischen der Innenseite des zylindrischen Gehäuses 1 und der Außenseite der Gummihülse 16
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gepumpt, um dadurch, die G-tumniliülse gegen den Schlamm zu drükken,
der in der Zelle 40 enthalten ist, und die flüssige Komponente des Schlamms durch das Filtertuch und die Kanäle 3 in.
das Innere der PiItereinheit 2 zu drücken. Das Piltrat wird
aus der Filtereinheit 2 durch die Austrittsleitung 9 durch Luft herausgedrückt, die der Druckluftleitung 7 "bei einem Druck von
etwa 0,35 kg/cm (5 psi) zugeführt wird.
Zum Vervollständigen des Filtrierungsvorganges wird die
hydraulische Flüssigkeit aus der Filtriervorrichtung und der Filterkuchen, der in dem Filtertuch zurückgeblieben ist, entfernt.
Die Entfernung des Filterkuchens wird durch die Öffnung der schwenkbaren Endplatte 19 und durch die Einleitung zweier
gepulster Druckluft stoße "bei einem Druck von etwa 7,0 kg/cm
(100 psi) durch die Druckluftleitung 7 erreicht, wobei dieser Luftdruck durch die Öffnungen 3 übertragen wird, um das Filtertuch
anzuheben und den Filterkuchen zu entfernen. Der Filterkuchen
am oberen Ende des Filtertuches wird nicht vollständig durch den Luftdruck entfernt und wird daher dadurch entfernt,
daß das zylindrische Teil 50 nach unten bewegt wird, um den Filterkuchen, der noch an dem Filtertuch anliegt, abzustoßen.
Da der Filterkuchen frei aus der Röhre durch die/Bodenöffnung
herausfallen kann, ist die Filterkuchenentnahme besonders einfach, da es für den zylindrischen Filterkuchen nicht notwendig
ist, ihn entweder seitlich oder in Längsrichtung zu brechen, bevor er entfernt werden kann.
- 11 A09841/Ü837
Die schwenkbare Endplatte 19 wird durch die Betätigung der
hydraulischen Kolben 29 und 36 geöffnet, wobei der Korben dazu dient, das Greifteil 32 freizugeben, während der Kolben
29 vorgesehen ist, das Gehäuse 27 aus seinem Sitz an dem Ringteil 18 herauszudrehen.
Die obere Endplatte 21 kann durch einen Drehschwingungswandler
ersetzt werden, wodurch es möglich wird, die Metallröhre 20 während der Entladung des Filterkuchens zu schütteln.
Ein geeigneter Wandler wird von Hueter und Bott in "Sonics" auf den Seiten 312 ff beschrieben, die bei Wiley veröffentlicht
ist. Der Wandler kann benützt werden, um eine Reihe von Schwingungsimpulsen in zeitlichem Abstand abzugeben. Die
Schwingungen können Torsions- oder Radialschwingungen oder eine Kombination aus beiden sein.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform der
Piltriervorrichtung kann eine verbesserte Wirkungsweise erzielt werden, indem zu der Schlammzuführungsleitung 8 eine
weitere Leitung hinzugefügt wird, auf die durch ein geeignetes System von Ventilen entweder Vakuum oder Druckluft einwirken
kann, wobei das Vakuum etwa dann während des Wasserablaßschrittes einwirkt, um die Leitung 8 von jeglichem Überschußschlamm
zu reinigen, und wobei dann Druckluft einwirkt, um den Filterkuchen von der Gummihülse 16 frei zu bekommen und um
jeden Vakuumzyklus zu unterstützen, der auf die Zuführungs-
- 12 409841/0837
leitungen 12 und 13 der hydraulischen Flüssigkeiten wirkt.
Druckluft, die durch den Filterkuchen geführt wird, wird ebenfalls jeden Vakuumzyklus unterstützen, der auf die .Zuführungsleitungen
12 und 13 einwirkt, und wird zusätzlich
teilweise den Filterkuchen entwässern.
In vorteilhafter Weise kann ein Ventil in der Schlammleitung 8 eingefügt werden, um zusätzlich zu verhindern, daß der
Schlamm während der Filtration zurückgeschoben wird und um die Zykluszeit zu verringern, indem es ermöglicht wird, daß
die Schlammpumpe weiterläuft.
- 13 4Q9841/Q837
Claims (10)
- Patentansprüchef 1. j Filtriervorrichtung rait zylindrischem Gehäuse, gekennzeichnet durch einen hohlen, mit Löchern (3) versehenen Zylinderkörper (2), eine undurchlässige, elastische Hülse (16), die in dem ringförmigen Raum zwischen der Innenseite des Gehäuses (1) und der Außenseite des Zylinderkörpers (2) ist und dadurch den ringförmigen Raum in eine innere FiIterzelle (40) und eine äußere druckausübende Zelle teilt, ein um den Zylinderkörper (2) angeordnetes und von ihm gehaltenes Filterteil, Austrittsmittel zum Entladen des Filtrates, das durch das Filterelement in den Zylinderkörper (2) hindurchgetreten ist, eine Zufuhrvorrichtung in die innere Filterzelle (40) für flüssig-feste Gemische und eine Zufuhr (10 - 15) in die äußere Zelle für eine unter Druck stehende hydraulische Flüssigkeit-und eine schwenkbare Endplatte (19), die so ausgebildet und angeordnet ist, daß der Filterkuchen aus der inneren Filterzelle (40) entladen werden kann.
- 2. Filtriervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Zuführungseinrichtung (7) für Druckluft in das Innere des Zylinderkörpers (2).
- 3. Filtriervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch-H-409841/0837Isgekennzeichnet , daß der Boden des Gehäuses(1) mit dem Zylinderkörper (2) überlappt und die schwenkbare Endplatte (19) mit einem konvexen Teil (27) versehen ist, um in der Schließstellung der Endplatte (19) gegen den Zylinderkörper (2) und gegen das überstehende Gehäuse (1) abzudichten und um eine Fläche zu bilden, die zwischen den Dichtungen im wesentlichen der Fläche der elastischen Hülse (16) entspricht.
- 4. Filtriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3»dadurch gekennzeichnet , daß der Zylinderkörper(2) Mittel aufweist, um ihn während des Entladens des Filterkuchens zu schütteln.
- 5. Filtriervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Schütteln des Zylinderkörpers (2) während des Entladens des Filterkuchens ein Drehschwingungswandler ist.
- 6. Filtriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Zylinderkörper (2) konisch ist, um die Entladung des Filterkuchens zu unterstützen.
- 7. Filtriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Zufuhrvorrich-- 15 4098A1/Ü837tung für flüssig-feste Gemische in die innere Zelle eine im wesentlichen zylindrische Kammer (39) aufweist, die mit radial angeordneten Öffnungen versehen ist, um sie mit der inneren Zelle zu verbinden, wobei sich die Kammer (39) an einem Ende des Zylinderkörpers (2) und gradlinig ausgerichtet damit befindet und eine oder mehrere Zuführungsleitungen (7 - 9) in .diese Kammer (39) und ein hohlzylindrisches Teil so ausgebildet und zurückziehbar angeordnet sind, um die Öffnungen (38, 52) zu schließen oder zu öffnen.
- 8. Filtriervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der zylindrische Teil mit Öffnungen (52) versehen ist, die bei einer Stellung des zylindrischen Teils mit den Öffnungen (38) der Kammer (39) übereinstimmen.
- 9. Filtriervorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß das hohlzylindrische Teil so ausgebildet und angeordnet ist, daß es jeglichen Filterkuchen aufnimmt, der an dem Filterelement haftet,und dadurch jeden derartigen Filterkuchen entfernt oder verdrängt.
- 10. Verfahren zum Filtrieren flüssig-fester Gemische, g e kennzeichnet durch die Zufuhr des Gemisches zu einer Zelle (40), die durch die filterbedeckte Außenwand eines hohlen, mit Löchern versehenen Zylinderkörpers (2) und teil-- 16 A09841/0837weise durch, die Innenfläche einer undurchlässigen, elastischen Hülse (16) festgelegt wird, das nachfolgende Einpumpen einer hydraulischen Flüssigkeit in eine Zelle (40), die teilweise durch die Innenwand eines zylindrischen Gehäuses (1), das den Zylinderkörper (2) umschließt, und teilweise durch die Außenseite der undurchlässigen, elastischen Hülse (16) gebildet wird, um dadurch mit der elastischen Hülse (16) das Gemisch zusanmenzupressen, die Flüssigkeit durch den Filter in das Innere des Zylinderkörpers (2) zu drücken, die Flüssigkeit aus dem Inneren des Filterkörpers zu entnehmen, eine schwenkbare Endplatte (19) des zylindrischen Gehäuses (1) zurückzuschwenken und Druckluft in das Innere des Zylinderkörpers (2) zu drücken, um den an dem Körper (2) anliegenden Filterkuchen zu entfernen, der dann durch die Schwerkraft durch die Öffnung herausfällt, die durch das Zurückschwenken der schwenkbaren Endplatte (19) offen gelassen wurde.- 17 -40 9 8 41/0837JgL e e rs e i t e
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