DE2528049C2 - Filtriereinrichtung - Google Patents

Filtriereinrichtung

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Description

Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruches.
Eine solche Filtereinrichtung ist bereits bekannt (Prospekt der Fa. Seitz »Prozeßfilter Wega«). Diese hat jedoch noch etliche Nachteile. So weist dieser »Prozeßfiltcr« eine Zulauföffnung und eine davon getrennte Entnahmeötfnung für trockenen Feststoff sowie verschiedene, seitlich am Behälter angeordnete Anschlußstutzen für einen Vakuumanschluß, für Druckgas, Dampf und Kondensat auf. Die Zu- und Ableitung zu diesen Anschlüssen ist jedoch problematisch und muß i. d. R. über eine entsprechende Anzahl von biegsamen Leitungen wie Schläuche, Kabel usw. erfolgen. Das Rührwerk hat einen Antrieb mittels Elektromotor, weswegen auch elektrische Kabel benötigt werden, was insbesondere bei Störungen die Betriebssicherheit beeinträchtigen kann. Beim Verschwenken und insbesondere beim Drehen des Behälters können die vorerwähnten Leitungen, Kabel usw. erheblich stören. Außerdem ist bei dieser bekannten Filtereinrichtung der Riihwcrksantrieb an dem axialen Ende des Behälters angebracht, wo sich der Zufluß-Anschluß befindet, so daß feststoffhaltige Flüssigkeiten oder gar relativ trockenes Behandlungsgut nur unter erheblichen Schwierigkeiten eingefüllt werden kam;. Auch ist eine zusätzliche Öffnung zum Austragen von Feststoff an der Behälter-Seitenwand vorgesehen, so daß Feststoff nur sehr schwierig oder gar nicht vollständig ausgetragen werden kann. Die vorbekannte Filtereini ichtung ist deshalb als Prozeßfilter zum Filtrieren. Waschen, Umwälzen der zu behandelnden Produkte nur in beschränktem Maße geeignet
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Filtereinrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der insbesondere auch feststolfhaltige Flüssigkeiten und gegebenenfalls sogar Feststoffe als Behandlungsgut auf einfache Weise in den Behälter eingeführt, behandelt und ausgetragen werden können, wobei in der Filtereinrichtung jedoch ggfs. auch andere chemische oder physikalische Vor- bzw. Nachfolgeoperationen durchgeführt, der Behälter dazu Pendel- und Drehbewegungen ausführen und diesem noch Flüssigkeiten und/oder Gase zu- bzw. abzuführen und gegebenenfalls den Behälter mit einem Heizmittel in steuerbarer Weise zu beaufschlagen sein soll.
Die erfindungsgemäße Lösung für eine solche Filter einrichtung ist in den Kennzeichnungsmerkmalen des ersten Anspruches aufgeführt.
Bei einer solchen Filtereinrichtung kann das Einfüllen insbesondere auch von feststoffhaltigen Flüssigkeiten, gegebenenfalls von relativ trockenem Behandlungsgut durch die Einfüll- und Entleerungsöffnung einfach und schnell in deren Obenstellung, das Austragen auch von relativ trockenem Behandlungsgut in einer Untenstellung dieser Öffnung erfolgen und verschiedene Leitungen, ζ. B. zum axialen Verstellen des Rührwerks, für Heizmittel usw. stören nicht die Schwenk- oder Drehbewegung des Behälters, weil sie aus dessen Schwenkbereich durch die Achsstummel des Behälters hinausgeführt sind. In vorteilhafter Weise können sowohl relativ lange, biegsame Leitungen zum Transport von feststoffhaltiger Flüssigkeit bzw. relativ trockenem Behandlungsgut als auch dynamische Dichtungen an Heizmittel-, Drucköl- od. dgl. gas- oder flüssigkeitsführenden Leitungen vermieden werden.
Man kennt zwar bereits bei verschließbaren Behältern ein Rührwerk, dessen Flügelrad mechanisch oder hydraulisch heb- und senkbar ist (DE-OS 16 48 859); das Flügelrad dieses Rührwerkes ist jedoch in einer Nutsche vorgesehen und seine Blätter dienen dazu, den Kuchen
so glattzustreichen bzw. abzuscheren. Ferner kennt man auch bereits eine Filtereinrichtung mit einem kippbar gelagerten Behälter, bei dem Rohrleitungs-Anschlüsse für diesen Behälter als axiale Durchführungen durch hohle Achsstummel ausgebildet sind (DE-PS 2 76 807).
Dort handelt es sich jedoch um eine verhältnismäßig einfache Filtereinrichtung ohne Rührwerk und ohne eine Mehrzahl von zusätzlichen, mit dem Behälter in Verbindung stehenden Leitungen.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran-Sprüchen aufgeführt.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigt schematisch und in unterschiedlichen Maßstäben
F i g. 1 einen Axialschnitt einer Filtereinrichtung und
F i g. 2 bis 5 die Filtereinrichtung verkleinert und stärker schematisiert in verschiedenen Arbeitsstellungen.
Die Filtereinrichtung (Fig. 1) weist einen birnenför-
migen, achssymmetrischen Behälter 1 auf, (der auch etwa kugelförmig oder zylindrisch ausgebildet sein kann). Von einem rostartigen Filtermittelträger 2, der in Form eines Zwischenbodens im Behälter 1 angeordnet ist, ist dieser in zwei ungleich große Kammern 3a und 3b unterteilt Die Behälterwände beider Kammern 3a, 3b sind mit einem Behälter-Heizmantel 4 versehen. Die größere, konisch verjüngte Behälterkammer 3a endet in einer druck- und flüssigkeitsdicht abschließbaren Einfüll- und Entleerungsöffnung 5. In die größere Kammer 3a mündet ferner eine Druckluftleitung 6 sowie eine an einer hohlen Rührwerkswelle 16 eines Rührwerks 17 angebrachte Sprühdüse 7a, die von einer Flüssigkeitsleitung 7 gespeist wird. Der Behälter 1 ist mittels hohler Achsstummel 8a, 86 um eine zur Behälterachse a senkrechte, parallel zum Filtermittelträger 2 verlaufende Achse b in Lagern 9 drehbar gelagert Der Anschluß für die Druckluftleitung 6 erfolgt über eine den einen Achsstummel 8? koaxial durchsetzende Druckluftzufuhr 10, die ihrerseits von einer Flüssigkeitsleitung 11 koaxial durchsetzt ist. Beim hohlen Achsstummel 8a ist ein Saugrohr 12 vorgesehen, das einerseits bei 12a an eine (nicht gezeichnete) Absaugvorrichtung angeschlossen und andererseits über ein Ansaugrohr YIb mit der kleineren Behälterkammer 3b in Verbindung steht. Beim anderen hohlen Achsstummel Sb ist eine Heizmittelzuleitung vorgesehen, die über einen schematisiert dargestellten Leitungsabschnitt 40 zum Behälter 1 führt. Der Achsstummel 8b ist koaxial von einem Rohr 13 durchsetzt, dessen behälternahes Ende über einen schematisiert dargestellten Teil 41 einer Heizmittel-Rückleitung in Verbindung steht. Der Drehantrieb des Behälters t um die Achse b erfolgt über einen auf dem Achsstumme! 8i> liegenden Kettenantrieb 14 mit Hilfe eines bezüglich Drehzahl und Drehwinkel steuerbaren und bezüglich seiner Drehrichtung umsteuerbaren Motors 15.
In der größeren Kammer 3a ist ein Rührwerk 17 vorgesehen. Seine Rührwerkswelle 16 ist koaxial zur Behälterachse a angeordnet und in eine Büchse 18 gefüllt, die im Filtermittelträger 2 und im der Einfüllöffnung 5 gegenüberliegenden Behälterboden abgestützt ist. Das aus diesem Behälterboden austretende Wellenende ist über ein Getriebe 19 mit einem Hydraulikmotor 20 ge-
Kolbenvorrichtung 21 abgestützt. Mittels dieser kann das Rührwerk 17 aus der in Fig. 1 mit ausgezogenen Linien gezeigten oberen Endlage bis in eine untere Endlage abgesenkt werden. In F i g. 1 sind die untere Endlage von Getriebe 19 und Hydraulikmotor 20 strichpunktiert angedeutet. In dieser abgesenkten Lage befindet sich das Rührwerk 17 im Bereich des auf der Seite der größeren Kammer 3a auf dem Filtermittelträger 2 angeordneten Filters 22. Da der Filter 22 im Bereich des größten Behälterdurchmessers liegt, steht eine große Filterfläche zur Verfugung, die nur im Zentrum durch die Rührwerkswelle 16 mit der Buchse 18 unterbrochen ist. Die Betätigungsvorrichtung 20,21 für das Rührwerk 17 kann dementsprechend an der der Einfüll- und Ent leerungsöffnung 5 abgewandten Bodenseite des Behälters 1 angeordnet sein.
Das in der Zeichnung nur schematisch dargestellte Rührwerk kann als Schaufel-, als Propeller- oder als der Behälterform angepaßtes Ankerrührwerk ausgebildet sein. Wie aus F i g. 2 bis 4 erkennbar, kann das Rührwerk 17 ein weiteres Rotationsorgan 23 aufweisen, das als Cilättebalkcn. Kratzer oder Schälmesser ausgebildet ist.
Die nitereinrichtung arbeitet folgendermaßen: In der in I-'i L'. 1 gezeigten Drchlag'" des Behälters I kann this zu behandelnde Gut über dis Einfüll- und Entleerungsöffnung 5 in die größere Behälterkammer 3a eingefüllt werden. Soll im Behälter 1 vorerst eine chemische oder physikalische Reaktion bzw. Zustandsänderung (mit 5 oder ohne Zugabe entsprechender Zusätze, mit oder ohne Wärmezufuhr, mit oder ohiie Überdruck) durchgeführt werden, wird der Behälter 1 um die Achse b um 180° gedreht (F i g. 2). Die Reaktion kann in dieser Lage unter gleichzeitigem Rühren ablaufen. Die Wirkung des
to Rührwerkes 17 kann durch Pendelschwenkungen des Behälters 1 um seine Achse b erhöht werden. Durch Wärmezu- und -abfuhr kann noch ein Verdampfungsbzw. Kristallisationsvorgang durchgeführt werden. Ein z. B. beim Verdampfen erfolgendes Mitreißen von Fest-
Stoffteilchen wird durch den Filter 22 verhindert.
Um anschließend ein Filtrieren der durch den vorangegangenen Arbeitsprozeß erhaltenen Trübe durchzuführen, wird der Behälter 1 abermals um seine Achse b um 180° gedreht (Fig.3), so daß nun die die Trübe enthaltende größere Behälterkammer 3a wieder oben liegt. Das Filtrieren kann mit oder ohne Druck bzw. Vakuum erfolgen. Mittels des in der Aufbauhöhe des Filterkuchens gehaltenen rotierenden Rotationsorgans 23 wird ein gleichmäßiger Aufbau des Filterkuchens er reicht. Dieser kann nach dem Ausfiltrieren durch Zufuhr einer Waschflüssigkeit über die Sprühdüse 7a gewaschen werden. Die Drehung des zum Rührwerk 17 gehörenden glättebalkenartigen Rotationsorgans 23 bewirkt dabei eine gleichmäßige Verteilung der Wasch- flüssigkeit. Filtrat und Waschflüssigkeit können laufend aus der kleineren Behälterkammer 3b über die Rohran ordnung 12a, 12b abgesaugt bzw. beim Arbeiten mit Druckluft herausgepreßt werden. Wenn dem Filtrieren kein anderer Arbeitsgang vor zuschalten ist, kann das Behandlungsgut nach dem Ein füllen in der i.n F i g. 3 gezeigten Behälterstellung direkt filtriert werden.
Nach dem Filtrieren muß der Filterkuchen abgetragen werden, was in einer geneigten Behälterstellung gemäß F i g. 4 erfolgt. Die Einfüll- und Entleerungsöff nung 5 liegt dabei unterhalb der Schwenkachse b des Behälters 1. Durch das als Schaber wirkende Rotationsorgan 23 des Rührwerks 17 werden die Feststoffe zerkrümelt und fallen lose in die größere Behälterkammer 3,i. Dabei kann das Rotationsorgan 23 mittels der Hydraulikkolben-Vorrichtung 21 ues Rührwerkes 17 der Oberfläche des sich abbauenden Filterkuchens nachgeführt werden. Anschließend kann das Trocknen des Gutes durch entsprechende Beheizung des Behälters 1 über den Behälter-Heizmantel 4 erfolgen. Dabei kann man den Behälter 1 entweder in rotierenden Umlauf um die Achse b versetzen oder es wird ihm bei stets unten bleibender größerer Behälterkammer 3a eine Pendelbewegung um die Achse b erteilt, wodurch die Gutmasse locker gehalten und laufend durchmischt wird. Diese Wirkung kann durch das Rührwerk 17 noch erhöht und der Trocknungsprozeß dadurch beschleunigt werden. In analoger Weise könnte die Filtereinrichtung auch als Extrakteur verwendet werden, wobei das Füllen des Be-
bo hälters 1 in der in Fig. 1 und 3 gezeigten Behälterlage erfolgt. Im Gegensatz zum Trocknungsprozeß kann hier das Rührwerk 17 stillstehen. Zum Extrahieren wird der Behälter 1 um die Achse b in langsame Drehung versetzt; das Lösungsmittel wird dabei gezwungen, je nach
b5 Stellung des Behälters 1 den Filter wechselweise von der einen nach der anderen Seite hin zu passieren, was einer laufenden Selbstreinigung des Lösungsmittels gleichkommt. Nach Abschluß aller Bchandlungsvorgä'n-
ge können die ausgeführten bzw. extrahierten, trockenen Feststoffteile aus dem Behälter I entfernt werden. Spezielle Austragsvorrichuingcn sind nicht erforderlich. Es genügt, den Behälter 1 in die in F i g. 5 gezeigte Stellung zu bringen und die Einfüll- und Entleerungsöffnung 5 zu öffnen.
Dementsprechend können mit der Filtercinrichtung z. B. auch bei feststoffhaltigen Flüssigkeiten gut zahlreiche unterschiedliche Arbeitsprozesse wie das Durchführen von Reaktionen, Filtrieren, Waschen, Trocknen, Extrahieren in ein und demselben Behälter erfolgen, so daß ein Umfüllen des zu behandelnden Gutes vermieden wird.
Die Hindurchführung aller Leitungen für das Rührwerk 17, das Heizmittel, für Druckluft, Flüssigkeit usw. durch die Achsstummel 8,7 und 8£> ermöglichen, daß der Behälter 1 nicht nur verschwenkt, sondern auch um gegebenenfalls einige wenige Drehungen verdreht werden kann. Außerdem ist, insbesondere in Verbindung mit F i g. 4 und 5 gut erkennbar, wie feststoffhaltige Flüssigkeiten bzw. relativ trockenes Behandlungsgut sicher und vollständig aus dem Behälter 1 zu entfernen ist, was ggfs. vom Rührwerk 17 unterstützt werden kann.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
30
35
55
60
65

Claims (3)

Patentansprüche:
1. FUtereinrichtung mit einem druckdicht schließbaren, rotationskörperartigen Behälter, der Materialzulaufsowie Austragsöffnungen hat und durch einen Filter in zwei ungleiche Kammern unterteilt sowie um eine zur Filterebene parallele Achse schwenk- und drehbar mitteJs Achsstummeln gelagert ist, wobei am Behälter ein Drehantrieb für ein aus dem Behälter herausgeführtes Rührwerk vorgesehen und mindestens die größere, dieses Rührwerk aufweisende Behälterkammer mit einem Heizmantel umgeben und in dem Behälter wenigstens eine Druckgas- sowie eine Waschmittelleitung hineingeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die größere Behälterkammer (3a) ein sich zu einer Einfülr- und Entleerungsöffnung (5) hin trichterartig verengendes Ende aufweist und die zur Behälterlängsachse (a) koaxiale Rührwerkswelle (16) durch den Filter (22) sowie die kleinere Behälterkammer (3b) hindurchgeführt und mit: einer an der der Einfüll- und Entleerungsöffnung; (5) gegenüberliegenden Behälterseite befestigten Betätigungsvorrichtung (20, 21) verbunden ist, bestehend aus einem Hydraulikmotor (20) für den Drehantrieb und einer Hydraulikkolben-Vorrichtung (21) zum axialen Verstellen des Rührwerkes, und daß bei der Filtereinrichtung Heizmittel-, Zu- und Rückleitungen (40, 41, 13) zum Behälter-Heizmantel (4) sowie Druckölleitungen zur Rührwerk-Betätigungsvorrichtung (20, 21) eine Druckluftleitung (6, 10) Flüssigkeitsleitungen (7, U) sowie ein Absai;grohr (YIa) durch die Achsstummel (8a, 8b) hindurchgeführt und diese Achsstummel hohl ausgebildet sind.
2. Filtereinrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit für eine im Behälter (1) angeordnete Sprühdüse (la) über die durch einen Achsstummel (8a) geführte Flüssigkeitsleitung (7) und durch die Rührwerkswelle (16) geführt ist.
3. Filtereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugrohr (12a. 12b) mit der kleineren Behälterkammer (3b) verbunden ist und diese einen Druckluftanschluß hat.
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