DE2625593C2 - Druckscheibenfilter, insbesondere Zentrifugalreinigungsscheibenfilter mit innenliegender Hohlwelle - Google Patents
Druckscheibenfilter, insbesondere Zentrifugalreinigungsscheibenfilter mit innenliegender HohlwelleInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Druckscheibeniilter, insbesondere
Zentrifugalreinigungsscheibenfilter, mit einer innenliegenden, ein Filterelementpaket tragenden
drehbaren Hohlwelle zur Ableitung des Fiitrats, an deren innenliegendcm Lagergehäuse eine am Filterkesscl
befestigte FiltratauslaBleitung angeschlossen ist. wobei im mehrteiligen Lagergehäuse eine koaxiale Wellendichtung
zwischen dem feststehenden lagergehäuse und dem drehbaren, mit der Hohlwelle fliis.sigkeitsdichi
verbundenen Lagergehäuse vorgesehen ist.
Wcllendichuingen für derartige Druckscheibcnfiltcr mil innenliegender Hohlwelle sind bekannt (DF.-PS
10 88 469, vgl. auch CH-PS 4 00 688).
Die Dichtungen dieser bekannten Druckscheibenfilter arbeiten unter normalen Bedingungen von Druck
und Temperatur hinreichend zufriedenstellend, obwohl die Dichtungen als Schleifring- oder O-Ringdichtung
(DE-PS 10 88 469) oder als Stopfbüchspackung (CH-PS 4 00 688) ausgebildet sind. Unter extremen Bedingungen,
wie sie beispielsweise bei der Kohleverflüssigung auftreten, können weder Textilgewebe in Stopfbüchspackungen
noch elastomere Kunststoffe in den Dichtungsringen von Schleifringdichtungen als Dichtungsmaterial
eingesetzt werden. Unter extremen Bedingungen sind die bei der Kohleverflüssigung auftretenden
Temperaturen von beispielsweise bis 4000C und Drükken
von etwa 20 bar zu verstehen. Für diese Bedingungen gibt es auch keine handelsüblichen Lippendichtungen
und auch keine anders ausgebildeten Gleitringdichtungen. Die Stabilität von Kohle- oder Keramikdichtringen
ist viel zu gering für die erforderlichen großen Durchmesser. Handelsübliche Dichtringe kommen also
für Filtrationen im Rahmen der Kohleverflüssigung nicht in Krage. Die bekannten Schleiiringdichtungen
eignen sich in Zentrifugalreinigungsfiltern nicht, wenn trocken ausgetragen werden soll, da diese im trockenen
Zustand nicht rotiert werden dürfen. Gleiches gilt weitgehend auch für O-Ringdichtungen. Stopfbüchspackungen
müssen von Zeit zu Zeit nachgestellt werden und sind meist auch nicht absolut dicht.
Aufgabe der Erfindung ist es. die Wellendichtung des eingangs genannten Druckscheibenfilters derart fortzubilden,
daß das Filier auch bei den genannten hohen Temperaturen und Drücken einwandfrei arbeiten kann.
Diese Aufgabe wird für das eingangs genannte Filter erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wellendichtung
aus wenigstens einem durch einen im feststehenden Lagergehäuse ausgebildeten Kanal zuführbares
Druckmittel expandierbaren Metallfaltenbalg besteht,
der fest mit dem feststehenden Lagergehäuse verbunden ist und der einen metallischen Dichtungsring mit
einer Dichtungsfläche trägt, die gegen tinen am drehbaren
Lagergehäuse ausgebildeten Dichtungsring nur bei Stillstand der Hohlwelle anpreßbar ist, jedoch während
der Rotation sich die Dichtungsringe nicht berühren und einen Spalt zwischen ihren Dichtungsflächen bilden,
wobei ein Flüssigkeitspolster aus durch eine in den Spalt mündende Bohrung des feststehenden Dichtungsrings
zuführbarer Sperrflüssigkeit ein Vermischen von Trübe und Filtrat verhindert.
Metallfaltenbälge iverden bei Gleitringdichtungen in
■κ» anderer Weise bereits eingesetzt (GB-PS 8 99 169).
Flexible Kunststoff-Faltenbälgc sind in der Filtertechnik
zum Schutz von Kolbenstangen eines Druckfilterelcments bekannt (DE-GM 74 35 463).
Im Stillstand des Druckscheibenfilters liegen die Dichtungsringe aneinander an. Während der Rotation
werden sie jedoch etwas voneinander abgehoben und bilden einen Spalt, in den Sperrflüssigkeit eingeleitet
wird, um hohe Reibung und damit Verschleiß und ein Vermischen von Trübe und Filtrat zu verhindern. Die
bo Wellendichtung hält den genannten hohen Temperaturen
und Drücken stand.
Ausgestaltungen der Wellendichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Es kann vorkommen, daß beim Abschleudern harte
hl Gegenstände im Filtorkessei umherfliegen.die unmittelbar
auf den oder jeden iVletallfaltenbaig auftreffen könr.cn.
Da dies jedoch /u einer /.crsionmg führen kann, ist
es /wrckmai.iii'. die im Patentansprucn 5 angegebene
Schutzwand vorzusehen, welche mechanische Verletzungen des Metallfaltenbalgs verhindert, obwohl der
Kesselinhalt an sich freien Zutritt hat. Die Schutzwand dient auch dem Schutz vor Eindringen von Schmutz
zwischen die Dichtungsflächen. In den Raum zwischen der feststehenden zylindrischen Schutzwand und dem
Metallfaltenbalg kann Spülflüssigkeit eingeleitet werden, wenn im feststehenden Lagergehäuse entsprechende
Kanäle ausgebildet sind.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand einer Zeichnung näher erläutert, in der zeigt
F i g. 1 einen Axialschnitt durch den unteren Teil eines Anschwemm-Zentrifugalreinigungsscheibenfilters,
F i g. 2 die Weifendichtung des Filters im Detail und
Fig.3 eine Abwandlung der Wellendichtung nach Fig. 2.
In einem vertikalen Filterkesse! 1 eines Anschwemm-Zentrifugalreinigungsscheibenfilters
ist eine innenliegende Hohlwelle 2 mit Öffnungen 9 zur Abfuhr des Filtrats aus Filterelementen 8 eines Filterelementenpakets
in einem innenliegenden mehrteiligen feststehenden Lagergehäuse 11 vertikal gelagert, an das eine am
Filterkessel 1 befestigte Filtratauslaßleituns: 3 angeschlossen
ist. Des weiteren ist ein Eintrittsstutzen 4 für den Zulauf der zu filtrierenden Trübe und eine Rückstandsöffnung
5 für den auszutragenden Filterkuchen vorgesehen. Eine Druckluftleitung 6 dient der Zufuhr
von Druckluft sowie ein Spülmittelanschlußrohr 7 zur
Zufuhr von Spülflüssigkeit zum Lager. Diese führen in den konischen Unterteil des Filterkessels 1.
F i g. 2 zeigt einen Ausschnitt aus F i g. 1 mit dem Lagergehäuse
1! und von ihm aufgenommenen Wellendichtungen. Ein drehbares Lagergehäuse 10 der Hohlwelle
2 hat einen radialen Flansch 12. der flüssigkeitsdicht an ihm angeschraubt ist. Am feststehenden Lagergehäuse
11 sind ein doppclwandiger innerer Metallfaltenbalg
13 und ein doppelwandiger äußerer Metailfaltenbaig
14 angeschweißt. Der innere Metallfaltenbalg 13 umschließt eine Druckkammer 19 und der äußere
Me'allfaltenbalg 14 eine Druckkammer 18. Auf der freien
Oberseite der Metallfaitenbälge 13 und 14 sind feststehende,
metallische Dichtungsringe 15 angeschweißt, auf deren Oberseite radiale Dichtungsflächen 16 ausgebildet
sind. ledern feststehenden Dichtungsring 15 gegenüberliegend ist am drehbaren Lagergehause iO bzw.
an dessen Flansch !2 ein entsprechender drehbarer Dichtungsring 17 rr.ii einer mit der Dichuingsfläche 16
zusammenwirkenden Dichtungsflache 17' ausgebildet. Die radialen L^ichtungsflächen 17' des drehbaren Lager
gehäuses 10 und dessen Flansch 12 können gegebenenfalls auch an in diese eingebauten Dichtungsringen ausgebildet
sein.
Die eigentliche Wellendichtung besteht also aus den Metallfaitenbälgen 13 bzw. 14. den feststehenden metallischen
Dichtungsringen 15 mit den Dichtungsflächen 16 und den drehbarer. Dichtungsringen 17 mit den Dichtungsflächen
17'.
F i g. 3 zeigt eine Abwandlung des Dichtungsrings 17
am drehbaren Lagergehäuseflansch 12 gemäß F i g. 2. Verdeutlicht ist eine achsparallele Bohrung 21, die flächennormal
zur Dichtungsfläche 16 im feststehenden Dichtungsring 15 vorgesehen ist. und in das ßalginnere
mündet, um durch über einen im feststehenden Lagergehäuse 11 ausgebildeten Kanal 6' zuführbares Druckmittel
expandiert zu werden. Es können anstelle einer einzigen Bohrung 21 mehrere solcher Bohrungen parallel
oder sctH'äg zur Drehachse angebracht sein, in den
Dichtung^'''ig des drehbaren l.agergeh.iuseflansch 12
ist ein Einsatz-Dichtungsring aus einem anderen Werkstoff eingelegt, an welchem die Dichtungsfläche 17' ausgebildet
ist
Steht während einer Filtration die Hohlwelle 2 still, tritt die zu filtrierende Trübe über den Eintrittsstutzen 4
in den Filterkessel 1 ein. Nach Durchtritt durch die Filterelemente
8 gelangt das Filtrat durch die Öffnungen 9 in das Innere der Hohlwelle 2 und verläßt über die FiI-tratauslaßleitung3den
Filterkessel 1.
to Unmittelbar vor einer Filtration wird mittels Druckluft über die Druckleitung 6 und die Kanäle 6' ein Überdruck
in den Druckkammern 18 und 19 der Metallfaltenbälge 13 und 14 aufgebaut. Dadurch werden die Dichtungsringe
15 mit ihren Dichtungsflächen 16 gegen die Dichtungsflächen 17' des drehboren Lagergehäuses 10
und dessen Flansch 12 angepreßt und eine Abdichtung bewirkt. Diese bieibt während des gesamten Fihrationsvorganges
bestehen, bei dem das Filterelementpaket stillsteht. Unmittelbar vor dem Abschleudern des Filter-
2ü kuchens. d.h. vor Drehung der Hohlwelle 2 mit dem Filterelemcntpaket werden die Druckkammern 18 und
19 druckentlastet. Dadurch entsteh..;in Spalt zwischen den feststehenden Dichtungsflächen 16 beider Metallfaitenbälge
13 und 14 und den rotierenden Dichtungsflächen 17'. Die Dichtungsflächen können sich dahc:· während
der Rotation des Filters nicht berühren, wodurch ein Vei-chleißder Wellendichtung ausgeschlossen ist.
Während der Abschleuderung wird durch die Bohrung 21 jedes Dichtungsrings 15 in den Spalt zwischen
jo den Dichtungsflächen 16 und 17 Sperrflüssigkeit, die aus
Klarfiitrat selbst bestehen kann, eingeleitet, so daß sich
ein Flüssigkeitspolster aufbaut, das ein Vermischen von Trübe bzw. Filterkuchen und Filtrat verhindert. Rotiert
die Hohlwelle 2 während der Filtration nicht, so wird bei Aufgabe von Sperrflüssigkeit in die Druckkammern 18
und 19 über die Kanäle 6' zunächst noch etwas Sperrflüssigkeit
durch die Bohrung 21 zwischen die Dichtungsflächen 16 und 17 austreten und diese dabei spülen.
Steigt der Druck weiter an. wird die Dichtungsfläche 16
•m dennoch gegen die Dichiungsf'.äche 17' angepreiii. Soll
die Hohlwelle 2 jedoch während der Filtration gedreht wcclcn. wird der Druck der Sperrflüssigkeit nur soweit
verringert, daIi sich zwischen den Dichtungsflächen ein
Spa!: bildet und etwas Sperrflüssigkeit austreten kann.
Durch die nun einsetzende Rotation der Hohlwelle 2
und damit auch der Dichtungsfläche XT bildet Hch ein
Flüssigkeitspolster zwischen den Dichtungsflächen. Dieses Flüssigkeitspolster wirkt nun selbst als Gleitringdichtung,
wodurch weiter ein Vermischen von Trübe
in und Filtrat verhindert wird.
Gleichzeitig oder unmittelbar nach dem Abschleudern des Filterkuchen* kann eine Spülung mit Wasser.
Dampf oder Lösungsmittel durch Spülkanäle T im feststehenden Lagergehäuse 11. denen Spülflüssigkeit vom
Spiiliiiiuelanschlußrohr 7 zugeleitet wird, erfolgen. Dadurch
wird die geöffnete Dichtung weiter vor dem Eindringen
von Schinutzteilchen in den Raum 20 /wischen einer auf der Außenseite jedes Metallfaltenbalgs vorgesehenen
koaxialen zylindrischen Wand 22 und dem Me-
BO lallfaltenbalg geschützt.
Die Aufgabe von Dampf in die Spülkanäle 7' ermöglich!
eine Sterilisierung der Dichtung.
Durch den Einsatz von anderen Materialien für die Dichtungsflächen 16 und 17'an den Dichtungsringen 15
ιΛ oder an dem Lagergehäuse 10 oder dem Flansch 12.
beispielsweise Hyrt 'letallbelägen oder Asbesieinsäizen.
können diese an die /u filtrierende Lösung angepaßt v. erden.
Das wahlweise Dmekbcaufschlagcn der Druckkaniiriern
der Metallfaltcnbalge und deren Entspannen nach
dir Filtration sowie das Durchspülen der Rlterflächen
kijnn voll automatisiert vorgenommen werden.
Hicr/.u 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Druclcscheibenfilter, insbes. Zentrifugalreinigungsscheibenfilter,
mit einer innenliegenden, ein Filterelementpaket tragenden drehbaren Hohlwelle zur Ableitung des Fiitrats, an deren innenliegendem
Lagergehäuse eine am Filterkessel befestigte FiI-tratauslaßleitung
angeschlossen ist, wobei im mehrteiligen Lagergehäuse eine koaxiale Weilendichtung
zwischen dem feststehenden Lagergehäuse und dem drehbaren, mit der Hohlwelle flüssigkeitsdicht verbundenen
Lagergehäuse vorgesehen ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wellendichtung aus wenigstens einem durch einen im feststehenden Lagergehäuse
(11) ausgebildeten Kanal (6') zuführbares Druckmittel expandierbaren Metallfaltenbalg
(13, 14) besteht, der fest mit dem feststehenden Lagergehäuse (11) verbunden ist und der einen metallischen
Dichtungsring (15) mit einer Dichtungsfläche (16) trägt, die gegen einen am drehbaren Lagergehäuse
(10, 12) ausgebildeten Dichtungsring (17) nur bei Stillstand der Hohlwelle (2) anpreßbar ist, jedoch
während der Rotation sich die Dichtungsringe (15, 17) nicht berühren und einen Spalt zwischen ihren
Dichtungsflächen bilden, wobei ein Flüssigkeitspolster aus durch eine in den Spalt .nündende Bohrung
(21) des feststehenden Dichtungsrings (15) zuführbarer Sperrflüssigkeit ein Vermischen von Trübe und
Filtrat verhindert.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Metallfaltenbalg (13, 14) mit dem feststehenden Lagergehäuse(11) ve~>ch weißt ist.
3. Filter nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (21) !es feststehenden
Dichtungsrings.(15) flächcnnormai zur Dichtungsfläche
(16) ausgeführt ist.
4. Filter nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (21) des feststehenden
Dichtungsrings (15) schräg zur Dichtungsfläche (16) ausgeführt ist.
5. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Metailfaltenbalg
(13,14) auf seiner achsparallelen Innen- und Außenseite
durch eine koaxiale zylindrische Wand (22) vor unmittelbarem Angriff von Filterkesselinhalt geschütztist.
6. Filter nach Anspruch 5. gekennzeichnet durch im feststehenden Lagergehäuse (11) ausgebildete
Kanäle (7') zur Einleitung einer Spülflüssigkeit in den Raum (20) zwischen der zylindrischen Wand (22)
und dem Metal1falt2nbalg(13,14).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OD | Request for examination | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CHEMAP AG, 8708 MAENNEDORF, ZUERICH, CH |
|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: STAWAG, SCHLIEREN, CH |
|
| 8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: WUESTHOFF, F., DR.-ING. FRHR. VON PECHMANN, E., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. BEHRENS, D., DR.-ING. GOETZ, R., DIPL.-ING. DIPL.-WIRTSCH.-ING. HELLFELD VON, A., DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |
|
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |