DE2625593A1

DE2625593A1 - Druckscheibenfilter, insbesondere zentrifugalreinigungsscheibenfilter mit innenliegender hohlwelle

Info

Publication number: DE2625593A1
Application number: DE19762625593
Authority: DE
Inventors: Bruno Guazzone; Hans Dr Ing Mueller
Original assignee: Fadr-Ing Hans Mueller; MUELLER HANS DR ING FA
Current assignee: STAWAG SCHLIEREN CH
Priority date: 1975-06-20
Filing date: 1976-06-08
Publication date: 1977-01-13
Also published as: US4104169A; CH584370A5; ZA763634B; DE2625593C2

Description

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Beschreibung

Dr.-Ing. Hans Müller,
CH-8708 Männedorf, Schweiz

Druckscheibe.nfilter, insbesondere Zentrifugalreinigungsscheibenfilter mit innenliegender Hohlwelle

Die Erfindung betrifft einen Druckscheibenfilter, insbesondere Zentrifugalreinigungsscheibenfilter, mit einer innenliegenden, ein Filterelernentpaket tragenden drehbaren Hohlwelle zur Ableitung des Filtrats, an deren innenliegendem Lagergehäuse eine am Filterkessel befestigte Filtratauslaßlextung angeschlossen ist, wobei im mehrteiligen Lagergehäuse eine koaxiale Wellendichtung zwischen dem feststehenden Lagergehäuse und dem drehbaren, mit der Hohlwelle flüssigkeitsdicht verbundenen Lagergehäuse vorgesehen ist und bezieht sich auf die Ausbildung der Wellendichtung.

Wellenabdichtungen für Druckscheibenfilter mit innenliegender Hohlwelle sind bekannt (CH-PS 400 688).

Die Dichtungen der genannten bekannten Filter arbeiten unter normalen Bedingungen von Druck und Temperaturen hinreichend zufriedenstellend. Unter extremen Bedingungen für die Filtration jedoch, wie sie beispielsweise bei der Kohleverflüssigung auftreten, können we-

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der Textilgewebe noch elastomere Kunststoffe als Dichtungsmaterial eingesetzt werden. Unter extremen Bedingungen sind die bei der Kohleverflüssigung auftretenden Temperaturen von beispielsweise bis 400⁰C und Drucke von etwa 20 bar zu verstehen. Für die Bedingungen gibt es auch keine handelsüblichen Lippendichtungen und auch keine Gleitringdichtungen. Die Stabilität der Kohle- oder Keramikringe sind viel zu gering für so große Durchmesser und auch nicht handelsüblich für die im Kohleverflüssigungsbereich infrage kommende Größen.

Neben Filtrationen, bei denen die Filter-Hohlwelle während der Filtration still steht, kann während der Filtration eine Drehung der Welle erforderlich werden. Dabei müßte die Dichtung so weit gelöst werden, daß die Reibung während der Drehung auf ein Minimum beschränkt wird. Beim Lösen der auseinandergepreßten Dichtungsflächen tritt jedoch Flüssigkeit, beispielsweise Trüblauf, der unter erhöhtem Druck steht, in den unter geringerem Druck stehenden Klarlauf ein. Dies ist jedoch unerwünscht, da ja keine Wiedervermischung der getrennten Flüssigkeiten eintreten darf.

Aufgabe der Erfindung ist es , die Wellendichtung des eingangs genannten Filters derart foitzubilden, daß das Filter auch bei den genannten hohen Temperaturen und Drucken arbeiten kann.

Diese Aufgabe wird für das eingangs genannte Filter erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wellendichtung aus wenigstens einem durch ein im feststehenden Lagergehäuse ausgebildeten Kanal zuführbares Druckmittel expandierbaren Faltenbalg besteht, der einen Dichtungsring mit einer Dichtungsfläche trägt, die gegen eine am drehbaren Lagergehäuse ausgebildete Dichtungsfläche anpreßbar ist. Vorzugsweise sind zwei Faltenbälge vorgesehen, die aus Metall bestehen und am feststehenden Lagergehäuse angeschweißt sind, um besonders hohe Temperatür-und Druckfestigkeit zu erzielen. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

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Flexible Kunststoff-Faltenbälge sind in der Filtertechnik zum Schutz von Kolbenstangen eines Druckfilterelemente aus dem DT-Gbm 7 435 463 bekannt. Derartige Bälge dienen jedoch nicht als Dichtung zwischen Trübe und Klarlauf (Filtrat) sondern als Schutz der Kolbenstange.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand einer Zeichnung näher erläutert, in der zeigt:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch den unteren Teil eines Anschwemm-Druckscheibenfilters,

Fig. 2 die Wellendichtung im Detail, und

Fig. 3 eine Abwandlung der Wellendichtung nach Fig. 2.

In einem vertikalen Filterkessel eines Anschwemm-Druckseheibenfilters ist eine innenliegende Hohlwelle 2 mit öffnungen 9 zur Aufnahme des Klarfiltrats aus Filterelementen 8 in einem innenliegenden mehr- teiligen Lagergehäuse vertikal gelagert, an das eine am Filterkessel befestigte Filtratauslaßleitung 3 für das Klarfiltrat angeschlossen ist. Des weiteren ist ein Eintrittstutζen 4 für den Zulauf der zu filtrierenden Flüssigkeit und eine Rückstandsöffnung 5 für den auszutragenden Filterkuchen vorgesehen. Eine Druckluftleitung 6 dient der Zufuhr von Druckluft sowie ein Spülmittelanschlußrohr 7 der Zufuhr von Spül- oder Sperrflüssigkeit zur Wellendichtung. Sie sind im konischen Unterteil des Filterkessels 1 angebracht.

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt der Figur 1 mit ^ dem Lagergehäuse und der Wellendichtung. Zum drehbaren Lagergehäuse 10 der Hohlwelle 2 gehört ein radialer Flansch 12, der flüssigkeitsdicht an ihm angeschraubt ist. Am feststehenden Lagergehäuse 11 sind ein ünerer Metallbalg 13 und ein äußerer Metalbalg 14 angeschweißt. Der innere Metallbalg 13 umschließt eine Druckkammer 19, der äußere Metallbalg 14 eine Druckkammer 18. Auf der freien Oberseite der Metallbälge 13 und 14 sind Dichtungsdruckringe 15 angeschweißt, auf denen oben eins radiale Dichtungsfläche ausgebildet ist. Auf der Gegenseite der Druckringe 15, am rotierenden Teil der Lagerung, nämlich am Lagergehäuse 10 und an dessen Flansch 12 sind entsprechende Dichtungs-

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flächen 17 ausgebildet. Die radialen Dichtungsflächen 16 und 17 des Lagergehäuses 10 und des Flansches 12 können gegebenenfalls auch noch mit Dichtungsbelägen versehen sein.

Die eigentliche Metallbalgdichtung besteht also aus den Metallbälgen 13 bzw. 14, den Druckringen 15 und den Dichtungsflächen bzw. -belägen 16 an den Druckringen.

Fig. 3 zeigt eine Abwandlung der erfindungsgemäßen Wellendichtung gemäß Fig. 2 sowie eine Variante des Dichtungsdruckringes 15. In diesem ist eine achsparallele Bohrung 21 flächennormal zur Dichtfläche 16 vorgesehen, die diese mit dem Balginneren verbindet. Es können anstelle einer einzelnen Bohrung 21 mehrere Bohrungen paralle oder schräg angebracht sein.

Steht während einer Filtration die Hohlwelle 2 fest, tritt die zu filtrierende Flüssigkeit über den Eintrittsstutzen 4 in den Filterkessel 1 ein. Nach Durchtritt durch die Filterelemente 8 gelangt das klare Filtrat durch die Öffnungen 9 in die Hohlwelle 2. Über die Filtratauslaßleitung 3 verläßt das Filtrat den Kessel 1.

Unmittelbar vor der Filtration wird mittels Druckluft über die Druckluftleitung 6 ein Druck in den Druckkammern 18 und 19 der Metallfaltenbälge 13 und 14 aufgebaut, die mit ihr durch Kanäle 6¹ im Lagergehäuse 11 verbunden sind. Dadurch werden die Druckringe 15 mit ihren Dichtungsflächen 16 gegen die Dichtungsflächen 1 7 am Lagergehäuse 10 und an dessen Flansch 12 angepreßt und eine Abdichtung hergestellt. Die Abdichtung bleibt während des gesamten Filtrationsvorganges bestehen. Unmittelbar vor dem Abschleudern des Filterkuchens, d.h. vor Drehung der Hohlwelle 2 mit dem gesamten Paket der Filterelemente 8, werden die Druckkammern 18 und 19 druckentlastet. Dadurch entsteht ein Spalt zwischen den Dichtungsflächen 16 beider Metallfaltenbälge 13 und und den rotierenden Dichtungsflächen 17. Die Flächen können sich während der Rotation nicht berühren, wodurch ein Verschleiß der Wellendichtung ausgeschlossen ist. Gleichzeitig oder unmittelbar nach dem Abschleudern des Filterkuchens erfolgt eine Spülung mit Wasser oder Lösungsmittel durch die Spülkanäle 7 im feststehenden

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Lagergehäuse 11, denen Spülflüssigkeit vom Spülmittelanschlußrohr 7 zugeleitet wird. Dadurch wird die geöffnete Dichtung vor dem Eindringen von Schmutzteilen geschützt.

Weist der Druckring 15 eine neben dem inneren Metallbalg 13 auf dessen Außenseite mündende Bohrung 21 gemäß Fig. 3 auf, kann eine zusätzliche Spülung derDichtungsflachen 16 und 17 mit Sperrflüssigkeit , die aus Klarfiltrat selbst bestehen kann, erfolgen. Rotiert die Hohlwelle 2 während der Filtration nicht, so wird bei Aufgabe von Sperrflüssigkeit auch in die Druckkammer 19 im Inneren des inneren Metallbalges 13 über die Kanäle 6' zunächst Flüssigkeit durcJ die Bohrung 21 zwischen den Dichtungsflächen 16 und 17 austreten. Dabei werden diese gleichzeitig gespült. Steigt der Druck weiter an, wird die Dichtungsfläche 16 des Druckringes 15 dennoch gegen die Dichtungsfläche 17 gepreßt. Soll die Hohlwelle 2 jecbch während der Filtration rotieren, wird der Druck der Sperrflüssigkeit so veit verringert, bis die Dichtungsflächen einen Spalt bilden und Speri flüssigkeit austreten kann. Durch die nun einsetzende Rotation der Welle 2 und damit auch der Dichtfläche 17 bildet sich ein Flüssigkeitspolster zwischen den Dichtungsflächen. Dieses Flüssigkeitspolster wirkt nun selbst als Gleitringdichtung, wodurch ein Vermischen von Phasen verhindert wird.

Aufgabe von Dampf auf die Spülleitung 7 ermöglicht eine Sterilisierung der Dichtung.

Bei Einsatz von anderen Materialien für die Dichtungsflächen 16 und 17, beispielsweise Hartmetallbelägen oder Asbesteinsätzen an den Dichtungsringen 15 oder an den Gehäuseteilen 10 und 12_/können diese an die zu filtrierende Lösung angepaßt werden.

Das wahlweise Beaufschlagen der Kammern der Filterbälge mit Druck und das Entspannen nach der Filtration sowie das Durchspülen der Filterflächen kann voll automatisiert werden.

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Ansprüche

Claims

ANSPRÜCHE

Druckscheibenfilter, insbesondere Zentrifugalreinigungseibenfilter, mit einer innen liegenden, ein Filtere leinen tpaket tragenden drehbaren Hohlwelle zur Ableitung des Filtrats, an deren innenliegendem Lagergehäuse eine am Filterkessel befestigte Filtratauslaßleitung angeschlossen ist, wobei im mehrteiligen Lagergehäuse eine koaxiale Wellendichtung zwischen dem feststehenden Lagergehäuse und dem drehbaren, mit der Hohlwelle flüssigkeitsdicht verbundenen Lagergehäuse vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Wellendichtung aus wenigstens einem durch ein im feststehenden Lagergehäuse (11) ausgebildeten Kanal (6¹) zuführbares Druckmittel expandierbaren Faltenbalg (13, 14) besteht, der einen Dichtungsring (15) mit einer Dichtungsfläche (16) trägt, die gegen eine am drehbaren Lagergehäuse (10, 12) ausgebildete Dichtungsfläche (17) anpreßbar ist.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Faltenbalg aus Metall gefertigt ist.
3. Filter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß jede Metallbalgdichtung (13, 14) mit dem feststehenden Lagergehäuse (11) fest verbunden ist.
4. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Metallbalgdichtung (13, 14) mit dem feststehenden Lagergehäuse (11) verschweißt ist.
5. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Dichtungsring (15) mit wenigstens einer die Dichtungsfläche (16) mit dem Faltenbalginneren verbindeneden Bohrung (21) versehen ist.

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6. Filter nach Anspruch 5, dadurch ge.kenn ze i c h n e t , daß die Bohrung (21) flächennormal zur Dichtungsfläche

(16) ausgeführt ist.
7. Filter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich-, net, daß die Bohrung (21) schräg zur Dichtungsfläche (16) ausgeführt ist.
8. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Faltenbalg (13, 14) auf seiner achsparallelen Innen- und Außenseite durch eine koaxiale zylindrische Wand vor unmittelbarem Angriff von Filterkesselinhalt geschützt ist.
9. Filternach einem der Ansprüche 1 bis 8,.dadurch gekennzeichnet , daß den Dichtungsflächen (16, 17) durch im feststehenden Lagergehäuse (11) ausgebildete Kanäle (7¹) eine Sprühflüssigkeit zuführbar ist.

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