DE2425515C3 - Drehfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehfilter gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Ein Drehfilter dieser Art ist aus dem Prospekt der Firma Klöckner*Humbo!dt-Deutz AG, Köln, »Zellenlose Trommelsaugfilter« Von 1954 bekannt. Während der erwähnte Drehfilter entsprechend seinem Verweil' dungszweck für die Filterung von vielen verschiedenen Schlämmen befriedigend arbeitet, hat es sich gezeigt, daß Probleme auftreten, wenn er zum Filtern von Kunststöffefnüisiönen, beispielsweise Polyvinylchlorid-, Acrylpolymerisat- und Butadienstyrol'Polymensaie-515

mulsionen verwendet wird. Solche Materialien haben die Eigenschaft, daß sie für Luft empfindlich sind, d. h., sie neigen dazu, eine Schicht zu bilden oder auszuhärten, wenn sie der Luft ausgesetzt werden. Zwar ist bei dem bekannten Filter schon eine Trennung zwischen Filtrat und Luft über die Standrohre gegeben, eine konventionelle Niveauregelung über die Drehzahl der Trommel oder mittels Detektoren, Schwimmern oder dergleichen für den Trübespiegel führt jedoch nicht zu einer

IQ effektiven Lösung, da eine Verkrustung der Meßgeräte eintritt und damit, insbesondere beim An- und Abfahren des Filters, die Gefahr besteht, daß die Luft mit dem Filtrat abgesaugt wird. Aus diesen Gründen war es bisher noch nicht möglich, zum Behandeln von Kunststoffemulsionen solche Drehfilter einzusetzen, da eine problemlose Trennung zwischen Luft und Filtrat nicht möglich war.

Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Drehfilter zu schaffen, der zum Filtern von Kunststoffemulsionen, beispielsweise Polyvinylchlorid-, Acryipoiymerisat- und Butadienstyroi-Poiymerisatemulsionen geeignet ist, wobei keine Gefahr besteht, daß Filtrat zusammen mit Luft abgeführt wird.

Diese Aufgabe wird durch den in dem Hauptanspruch gekennzeichneten Drehfilter gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Filter wird das untere Niveau des Filtrats über dem unteren, offenen Ende des Standrohres, das sich zu dem Boden der Trommel erstreckt, und das obere Niveau des Filtrats unter dem offenen Ende des Standrohres gehalten, welches sich zu dem oberen Teil der Trommel erstreckt. Diese Niveauregelung arbeitet bei dem erfindungsgemäßen Drehfilter zuverlässig, da die Meßeinrichtung, d. h. die Wiegeeinrichtung, durch die Ausbildung einer Schicht oder durch

J5 Verfestigung des Materials in der Trommel nicht unempfindlich gemacht werden kann. Ferner wird durch das sich nach oben erstreckende Standrohr und den Vakuumanschluß verhindert, daß die Luft in der Trommel sich mit dem Filtrat mische ->o daß die Bildung

■to einer Schicht oder eines Filmes und die Verfestigung des Filtrates eliminiert wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß die Reinigung der Trommel und der anderen Bauteile der Einrichtung weniger häufig als bisher erforderlich ist, und daß die Reinigung des Drehfilters weniger schwierig ist.

Durch Schaffung des erfindungsgemäßen Drehfilters ist es gelungen. Drehfilter zum Filtern von Kunststoffemulsionen in der Praxis einzusetzen und damit die bisher verwendeten Kartuschen, Filterpressen und Zentrifugen zu ersetzten. Dadurch wurde ein erheblicher Fortschritt beim Filtern von Kunststoffemulsionen e^rreicht, da Drehfilter in ihrem Wirkungsgrad offenbar den bisher für diesen Zweck verwendeten Geräten überlegen sind.

Aus der DE-OS 15 36 858 ist zwar ein intermittierend arbeitender Bandfilter bekannt, bei dem das Filterband durch eine Steuereinrichtung weitertransportiert wird, die als Steuerglied eine Wägeeinrichtung aufweist, durch die das Gesamtgewicht der durch das Filterband gebildeten Rinne mit der zu filternden Flüssigkeit und den abgelagerten Verunreinigungen ermittelt wird. Dieses Filterband wird zum Abfiltern von Bohrspänen aus der Bohrmilch verwendet und ist ein Verhältnismäßig kleines Gerät. Es handelt sich hier aber auch nicht Um eine eigentliche Niveauregelung durch die Wägeeinrichtung. Vielmehr wird bei einem bestimmten Gewicht der von der Böhrfnilch getrennten, relativ schweren Bohrspäne der Bandvorschub für das Filterband

eingeschaltet. Nicht das Trübeniveau, sondern die Menge der abgeschiedenen, schweren Metallspäne ist in diesem Fall ein Indiz für die Verschmutzung des Filtermediums. Diese bekannte Anordnung bei dem kleinen Bohrmilchfilter ist auch nicht ohne weiteres auf die eingangs erwähnten Drehfilter anwendbar, da die Ausgestaltung von Wiegeeinrichtungen für solche großen Drehfilter Schwierigkeiten bereitet.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Drehfilters sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Drehfilters mit einer Steuereinrichtung für das Filtratniveau,

F i g. 2 einen teilweisen Schnitt durch die in F i g. 1 gezeigte Einrichtung entlang der Linie 2-2,

F i g. 3 eine abgewandelte Ausführungsform eines Teiles der in F i g. 1 gezeigten Einrichtung, wobei eine andere Anordnung für die Anbringung der Lastmeßzelie gezeigt ist,

F i g. 4 eine Draufsicht auf einen Teil dei in F i g. 3 gezeigten Einrichtung,

F i g. 5 eine Seitenansicht auf einen Teil der in F i g. 3 gezeigten Einrichtung,

F i g. 6 eine vereinfachte Darstellung einer weiteren Anordnung zum Wiegen der Einrichtung von F i g. 1,

F i g. 7 ein vereinfachtes Blockdiagramm der elektrischen Steuereinrichtung, um die Filtratpumpe gemäß dem Ausgangssignal der Lastmeßzelle zu steuern, die in der Einrichtung gemäß F i g. 1 verwendbar ist und

Fig. 8 ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Steuereinrichtung, die zur Steuerung der Filtratpumpe in der in Fig.3 —5 gezeigten Einrichtung verwendbar ist.

Die Steuereinrichtung kann auch bei einem Drehfilter, wie er in der US-PS 36 51 946 gezeigt ist, und auch bei anderen an sich bekannten Drehfiltern, beispielsweise bei Drehfiltern mit Abstreifer, mit Schnürenabnahme oder mit Roilenabnahme, verwendet werden.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Gestell 10, das beispielsweise aus geeigneten Streben gebildet wird, um einen Tank 11 zu tragen. Der Tank 11 weist zwei flache Seitenteile 12 und 13 (Fig.2), die von dem Gestell 10 abgestützt werden, und einen Teil 14 auf, der sich zwischen den Seitenteilen 12 und 13 erstreckt. Die Seitenteile 12 und 13 erstrecken sich im wesentlichen bis zu der Oberseite des Gestells 10 nach oben. V/ie in Fig. 1 durch gestrichelte Linien angedeutet ist, ist die Unterseite des Teiles 14 bogenförmig ausgebildet, und seine oberen Teile, die sich zur Oberseite des Tanks erstrecken, können im wesentlichen senkrecht verlaufen.

Eine Lagerhalterung 15 ist auf jeder Seite des Gestells 10 vorgesehen, und ein geeignetes Lager 16 ist in jed^r Lagerhalterung 15 montiert. Eine Hohlwelle 17, die in einem der Lager 16 gelagert ist, erstreckt sich in den Tank 11 durch die Wand 12 und ist durch eine geeignete Dichtung 18 abgedichtet. Eine Hohlwelle 19, die koaxial mit der Hohlwelle 17 ausgerichtet ist, erstreckt sich durch die Tankwand 13 durch eine geeignete Drehdichtung 20 und ist in dem anderen Lager 16 gelagert. Die Trommel 25 erstreckt sich teilweise in den Tank 11 und hat eine horizontale Achse. Die Welle 17 ist an einer Seite 26 der Trommel 25 befestigt, und die Welle 19 ist an der anderen Seitenwand 27 der Trommel befestigt, wobei die Seitenwände 26 und 27 koaxial mit den Wellen 17 und 19 orientiert sind. Die Umfangsfläche 28 der Trommel ist perforiert. Es ist eine geeignete Einrichtung vorgesehen, um die Hohlwellen 17 und <9 zu drehen, um dadurch auch die Trommel 25 in dem Tank zu drehen. Beispielsweise kann ein Zahnrad 88 auf der Welle 17 durch eine Antriebskette 29 mit einem Zahnrad 88' gekoppelt sein, das durch einen Motor 87 gedreht wird. Der Motor 87 kann an dem Gestell 10 befestigt sein. Selbstverständlich können auch andere geeignete Antriebseinrichtungen vorgesehen sein, um

ίο die Wellen 17 und 19 anzudrehen. Eine drehbare Rohrkupplung 30 ist an dem äußeren Ende der Welle 17 vorgesehen, während eine ähnliche, drehbare Rohrkupplung 31 auf dem äußeren Ende der Welle 19 vorgesehen ist Die Kupplungen 30 und 31 werden auf dem Gestell 10 durch eine geeignete Einrichtung (nicht gezeigt) ortsfest gehalten. Die Kupplung 30 ist mit einer Drehdichtung 32 versehen, die gegen die Welle 17 drückt. Ein Rohr 33 erstreckt sich von außerhalb der Kupplung durch die Kupplung 30 und von dort in die Trommel 25. Das Ende des Rohres 3' λ der Trommel 25 erstreckt sich in Form eines Siandrüi.i t? 34 nach oben, wobei das obere Ende des Standrohres 34 nahe bei der Innenfläche des am Umfang verlaufenden Mantels 28 an dem oberen Teil der Trommel endet Daher sind das Rohr 3- und das Standrohr 34 stationär und bilden eine außenseitige Verbindung zu den oberen Bereichen der Trommel 25. Das äußere Ende des Rohres 33 ist mit einer Vakuumpumpe 35 über einen Vakuumanschluß 36, beispielsweise eine herkömmliche Kupplung, verbun-

jo den. Die drehbare Rohrkupplung 31 ist in derselben Weise wie die Kupplung 30 aufgebaut, wobei in diesem Fall sich ein Rohr 37 von außerhalb der Kupplung 31 durch die Kupplung und in die Trommel 25 erstreckt Das innere Ende des Rohres 37 endet in einem sich nach

\s unten erstreckenden Standrohr 38, so daß das offene, untere Ende des Standrohres 38 nahe bei der Innenfläche des Mantels 28 an dem Boden der Trommel 25 liegt. Das außenseitige Ende des Rohres 37 "Λ mit einer Filtratpumpe 40 über eine herkömmliche Kupplung 41 verbunden. Die Filtratpumpe 40 hat einen FiI .atauslaßanschluß42.

Um zu verhindern, daß Flüssigkeit in das obere Ende des Standrohres 34 hineinspritzt, kann dab Standrohr mit einer geeigneten Prallplatte 43 zwischen dem Standrohr 34 und dem Mantel 28 versehen sein.

Ein Tankeinlaß- oder Abflußanschluß 45 kann in dem Boden des Tankes 11, beispielsweise in der Wand 13, vorgesehen sein, um zu filternden Schlamm in den Tank 11 einzuleiten, und um den Tank auslaufen zu lassen,

so wenn dies erforderlich ist. Entsprechend ist ein Überlaufanschluß 46 in dem oberen Teil des Tankes 11 oberhalb der Wellen 17 und 19, beispielsweise in der Wanri 13. vorgesehen, um eine übermäßige Füllung des Tankes 11 zu verhindern.

Ein Netz 50 erstreckt sich um die Tror.imel in dem Bereich der Trommel, der in den Tank 11 hineinragt Das Netz 50 verläuft um Rollen 52 und 53, die in dem Gestell 10 gelagert sind, so daß das Netz 50 von der Trommel an eintiti Punkt außerhalb des Tankes 11 abgehoben und von dort durch die Rollen 52 und 53 zu der Umfangsfläche der Trommel zurückgeführt wird. Ein Abstreifer 54 kann vorgesehen Sein, um das Abziehen des Netzes von der Trommel zu unterstützen. Der Abstreifer 54 hat einen Ansatz 55 zwischen den Punkten, an denen das Netz den Mantel 28 verläßt und wieder in Kontakt mit diesem kommt, um insoweit einen möglichen Luftström durch den Mantel 28 in diesem Bereich zu verhindern. Eine Filterbahn 56 wird auf das

Netz durch die Rolle 53 zugeführt, so daß bei einer Drehung der Trommel in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung die Filterbahn 56 zusammen mit dem Netz nach unten in den Tank 11 und von dort auf dem Netz 50 nach oben aus dem Tank heraus durch einen Abgabebereich bewegt wird, nachdem das Netz von der Trommel abgezogen war.

Selbstverständlich können auch andere Anordnungen verwendet werden, um das Filterband der Oberfläche der Trommel zuzuführen, siehe beispielsweise US-PS 36 51946.

Zwei nebeneinanderliegende Ecken des Gestells 10 sind mit schwenkbaren Abstützungen 60 versehen (F i g. 2), während die restlichen beiden Ecken des Gestells auf Gewichtsfühlern 61 gelagert sind, von denen in F i g. 1 nur einer gezeigt ist. Die Gewichtsfühler 61 sind beispielsweise über eine Leitung 62 mit einer

Stpiiprcrhnltnnor f\1 vprhiinrlpn rlip pn r!pm Opctpll 1Ω

wichtsfühler zur Steuerung der Filtratpumpe 40 einzusetzen, ist in F i g. 7 gezeigt. Wenn die zwei Gewichtsfühler 61 des Ausführungsbeispieles gemäß den Fig. 1 und 2 verwendet werden, werden in dieser Anordnung die Ausgänge der Gewichtsfühler 61, die proportional zu der darauf ausgeübten Last sind, an einen herkömmlichen Analogaddierer 80 angelegt, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das dem addierten Gewicht entspricht. Dieses Ausgangssignal wird an eine Schwellenwertschaltung 81 angelegt. Die Schwellenwertschaltung 81, die beispielsweise ein Schmitt-Trigger sein kann, liefert ein Ausgangssignal zur Erregung eines Relais 82, wenn das Eingangssignal über eine vorgegebenen Größe liegt. Das Schweltenwertniveau kann auf diese Weise dem Gewicht der gesamten Einrichtung entsprechen, wenn die Trommel 25 bis zu dem maximalen Niveau gefüllt ist. An diesem Zeitpunkt srhlipßpn Hi? Kpnlaktp rjpc Rplaic Ä? de" Strornkrei? für

befestigt ist, um die Filtratpumpe 40 zu steuern.

Die Gewichtsfühler 61 können als an sich bekannte Lastmeßzellen oder als andere Gewichtsfühlereinrichtungen ausgeführt sein, die ein elektrisches Ausgangssignal entsprechend dem daraufliegenden Gewicht abgeben.

Bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Einrichtung ist das Gestell 10 an zwei seiner Ecken schwenkbar gelagert, und das Gewicht wird an den restlichen zwei Ecken gemessen. An jeder der Ecken, die mit Gewichtsfühlern 61 ausgestattet sind, wird daher 'Λ des Gesamtgewichtes der Einrichtung gemessen, und die dem Gewicht an diesen Ecken entsprechenden Signale werden addiert, um ein Signal zu erzeugen, das dem Gesamtgewicht der Einrichtung entspricht.

Alternativ kann, wie in den Fig. 3—5 dargestellt ist, ein Gewichtsfühler 65' in der Mitte zwischen zwei nebeneinanderliegenden Füßen des Gestells 10 angeordnet sein, wobei die Oberfeite des Gewichtsfühlers 65' mit einem Drehzapfen-Stützglied 66 ausgestattet ist. Zwei Träger 67 und 68, die schwenkbar an dem Glied 66 angelenkt sind, erstrecken sich nach außen zu den Schwenkpunkten 69 und 70 an den unteren Enden der beiden nebeneinanderlegenden Füße des Gestells 10 und von dort zu den Drehpunkten 71 bzw. 72. Die Drehpunkte 71 und 72 sind in den Schwenkblöcken 73 bzw. 74 enthalten, die auf dem Boden ruhen. Während in den Fig.3—5 nur die Verbindung zwischen einem Gewichtsfühler und zwei nebeneinanderliegenden Füßen des Gestells gezeigt ist, kann eine ähnliche Anordnung auch an den restlichen zwei Füßen des Gestells verwendet werden.

Die Anordnung der Gewichtsfühler gemäß den Fig. 1—5 bietet den Vorteil, daß die Druckbeanspruchung bzw. die Druckbelastbarkeit der Gewichtsfühler auf ein Minimum herabgesetzt werden kann. Mit anderen Worten ist es nicht erforderlich, einen einzigen Gewichtsfühler zu verwenden, der die gesamte Last der Einrichtung tragen kann. So trägt bei der Anordnung in den Fig. 1 und 2 jeder Gewichtsfühler 61 nur ¹A der gesamten Belastung. Bei der Anordnung nach den Fig.3—5 kann das Gewicht auf den Gewichtsfühlern 65' je nach den Verhältnissen der Abstände zwischen den Lagerpunkten an den Trägern 67 und 68 noch mehr reduziert werden. Alternativ kann jedoch, wie in F i g. 6 gezeigt ist, ein einziger Gewichtsfühler 75 vorgesehen sein, um das gesamte Gestell 10 zu tragen. Gegebenenfalls kann der Gewichtsfühler 75 in Form einer mechanischen Waage ausgeführt sein.

Ein Blockdiagramm einer Schaltung, um die Gedie Filtratpumpe 40, so daß diese mit Strom versorgt wird.

Wenn ein einziger Gewichtsfühler 75 verwendet wird (F i g. 8), ist es selbstverständlich nicht notwendig, eine Addierschaltung zu verwenden. Das Ausgangssignal des Gewichtsfühlers 61 wird dann direkt an die Schwellen-

2-5 wertschaltung 81 angelegt.

Die Anordnungen nach den F i g. 7 und 8 sind lediglich Ausfuhr.^sbeispiele, und es ist ersichtlich, daß andere Schaltungen und Anordnungen verwendet werden können, um die Filtratpumpe als eine Funktion des

JO Gewichtes des Filters zu steuern Wenn beispielsweise in der Anordnung von F i g. 6 eine mechanische Waage verwendet wird, kann die Skala mit elektrischen Kontakten versehen sein, die sich bei einer vorgegebenen Auslenkung des mechanischen Teiles schließen oder

» öffnen können, wobei in diesem Fall die Kontakte direkt oder über Relais verwendet werden können, um den Betrieb der Filtratpumpe 40 zu steuern, wobei keine Schwellenwertschaltung erforderlich ist. Die Schwellenwertschaltung 81 kann auch so ausgeführt sein, daß sie

•to zusätzlich zu der Wiederherstellung der Stromzufuhr für die Filtratpumpe 40 beim Messen eines Maximalgewichts auch ein geringeres Gewicht mißt, um die Stromzufuhr zu der Filtratpumpe 40 abzuschalten. Die Schaltung zum Steuern der Filtratpumpe 40 kann so

■'■> nach dem speziellen Typ von Gewichtsfühler variiert werden.

Im Betrieb des Drehfilters wird eine zu filternde Kunststoffemulsion in den Tank 11 beispielsweise durch den Einlaß 45 eingeführt, wobei der Tank bis zu dem

■so Niveau des Überlaufs 46 gefüllt wird. Die Tromr M 25 wird durch den Motor 87 gedreht. Die Vakuumpumpe 35, die an das nach oben stehende Standrohr 34 angeschlossen ist, wird dazu verwendet, Luft von dem Innenraum der Trommel 25 abzuziehen, um das

i^r> gefilterte Material auf der Trommeloberfläche mit Hilfe der durchtretenden Luft teilweise zu trocknen und um zu verhindern, daß sich Luft mit dem Filtrat mischt damit die oben erwähnten Probleme auf ein Minimum herabgesetzt werden, die auftreten, wenn ein Teil des

m> Filtratmaterials der Luft ausgesetzt wird. Die Prallplatte 43 auf dem oberen Ende des Standrohres 34 verhindert daß Filtratspritzer in der Trommel in das Standrohr 34 gelangen.

Die Filtratpumpe 40 zieht das Filtrat von der

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iiauti uiiictl

Standrohr 38 ab. Um das Filtratniveau in der Trommel zwischen den eingestellten Grenzen zu halten, so daß das Filtrat weder in das Standrohr 34 fließt noch unter

7 8

das Niveau des unteren Standrohres 38 sinkt, wird das Drehfilters über einem vorgegebenen Niveau liegt,

Gewicht des Drehfilters mit Hilfe der Gewichtsfühler welches einem Filtratniveau bei einem Maximalfüllstand

gemessen. In einer Form der Steuerung stellen die entspricht. Die Trommel kann beispielsweise mit einer

Gewichtsfühler die Stromversorgung für die Filtrat- Geschwindigkeit in der Größenordnung von 1 bis 10

pumpe wieder her, wenn das gemessene Gewicht des 5 Minuten pro Umdrehung gedreht werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

24 Patentansprüche:

1. Drehfilter für Kunststoffemulsionen mit einer um eine waagerechte Achse antreibbaren Trommel, die sich teilweise in einen Tank erstreckt und eine in die Kunststoffemulsion eintauchende Filteroberfläche aufweist, einem ersten in der Trommel angeordneten Standrohr, das nahe der tiefsten Stelle der Umfangsfläche der Trommel endet und an eine Filtratpumpe angeschlossen ist, und einem zweiten in der Trommel angeordneten Standrohr, das im oberen Bereich der Trommel endet und an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist, gekennzeichnet durch eine Wiegeeinrichtung zum Bestimmen des Gewichts des Drehfilters und eine an die Wiegeeinrichtung angeschlossene Steuerschaltung (65), die entsprechend dem Gewicht des Drehfilters die Filtratpumpe (40) derart steuert, daß das Niveau des Filtrats in der Trommel (25) ständig oberhalb dem unteren Ende des Standrohres (38) für das Filtrat ist, so daß keine Luft über dieses Standrohr (38) abgesaugt wird.

2. Drehfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiegeeinrichtung v/enigstens einen Gewichtsfühler (61; 65'; 75) für die Bestimmung wenigstens einen Teih des Gewichts des Drehfilters aufweist.

3. Drehfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtsfühler (61; 65'; 75) Lastmeßzellen sind.

4. Drehfil: :r nach Anspruch 2 oder 3, bei dem der Tank in einem Gestell mit mehreren Stützfüßen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Füße schwenkb?" und wenigstens ein anderer Fuß auf dem Gewichtstuhler (61) abgestützt ist.

5. Drehfilter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Träger (67. 68) auf den Gewichtsfühlern (65') sowie an ihren äußeren Enden (71, 72) schwenkbar montiert sind und daß jeweils ein Fuß zwischen den äußeren Enden (71, 72) und den Gewichtsfühlern (65') auf jeweils einem Träger (67,68) schwenkbar angeordnet ist.

6. Drehfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (65) eine Schwellenwertschaltung (81) enthält, so daß die Filtratpumpe (40) oberhalb eines bestimmten Gewichtes des Drehfilters abgeschaltet wird.

7. Drehfilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellenwertschaltung (81) mit einer Addierschaltung (80) verbunden ist, die die Ausgangssignale der Gewichtsfühler (61: 65') addiert.