DE2657374A1

DE2657374A1 - Roehrenfilterpresse

Info

Publication number: DE2657374A1
Application number: DE19762657374
Authority: DE
Inventors: Bernard Henry Broad
Original assignee: English Clays Lovering Pochin Co Ltd
Current assignee: Imerys Minerals Ltd
Priority date: 1975-12-18
Filing date: 1976-12-17
Publication date: 1977-06-30
Also published as: GB1573607A; SE422157B; JPS5278171A; NL181175B; US4334996A; NL7613912A; SU828948A3; FI763590A; ZA767315B; SE7614244L; CA1080131A; BR7608502A; AU506872B2; DE2657374C2; IT1071952B; JPS5715925B2; BE849546A; FR2357292A1; AU2040976A; NL181175C

Description

DIPL.-PHYS. ROBERT MÜNZHUBER

WIDENMAYERSTRASSE 6 D-BOOO MÜNCHEN 22 TEL. (089) 22 25 3O - 29 51 92

17. Dezember 1976 Ä 30776 B/ib , ^

Firma ENGLISH CLAYS LOVERING POCHIN & COMPANY LIMITED,

John Keay House, St. Austell, Cornwall, England PL25 4DJ

Röhrenfilterpresse

Die Erfindung betrifft eine Röhrenfilterpresse mit einem Paar im wesentlichen konzentrisch angeordneter, aufrecht stehender Röhrenkörper, mit einer im äußeren Röhrenkörper angeordneten und an diesem befestigten undurchlässigen elastischen Hülle, mit einem um den inneren Röhrenkörper herum angeordneten und an diesem befestigten Filterelement, mit einem Auslaß zur Abgabe des durch das Filterelement hindurchgetretenen Filtrats und mit einer Vorrichtung zur axialen Verschiebung der Röhrenkörper relativ zueinander zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung, wobei die Röhrenkörper in der ersten Stellung miteinander eine geschlossene Ringkammer bilden, die durch die undurchlässige elastische Hülle in zwei konzentrische miteinander nicht verbundene Kammern, eine Innenkammer und eine Außenkammer, unterteilt ist, von denen die Innenkammer ._ einen Einlaß für eine Mischung aus Flüssigkeit und feinverteiltem Feststoff aufweist und die Außenkammer mit einem Einlaß für ein hydraulisches Druckmittel versehen ist, während in der zweiten. Stellung der Röhrenkörper die Ringkammer zur Entnahme des feinverteilten Feststoffes aus der Innenkammer geöff-

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Telegrammadresse: Patentsenior

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net ist, und wobei fetner der Einlaß der Innenkammer um das untere Ende des inneren Röhrenkörpers herumführt und in die Innenkammer mündet. Eine Röhrenfilterpresse dieser Art wird im folgenden als "Röhrenfilterpresse der genannten Art" bezeichnet. Weitere Einzelheiten der Konstruktion und der Arbeitsweise von Röhrenfilterpressen der genannten Art ergeben sich beispielsweise aus folgenden britischen Patentschriften:

907 485; 1 240 465; 1 240 466; 1 317 887; 1 340 858; 1 351 142; 1 351 943; 1 355 334; 1 336 856; 1 362 655 und 1 386 256.

Wenn eine Röhrenf ilterpresse deijgenannten Art in Betrieb genommen werden soll, wird normalerweise ein Filtrierzyklus eingerichtet, in welchem die Röhrenkörper in ihre erste Stellung bewegt werden, wobei das zu filternde Material (in Form eines aus einer Mischung aus Flüssigkeit und feinverteiltem Feststoff bestehenden Breies) in die Innenkammer durch deren Einlaß eingebracht wird, und es wird ein hydraulisches Medium in die Außenkammer durch deren Einlaß eingebracht. Der durch das hydraulische Medium erzeugte Druck wird vergrößert, wodurch bewirkt wird, daß Flüssigkeit durch die Poren des Filterelementes herausgepreßt und ein Filterkuchen aus dem feinverteilten Feststoff auf der Außenfläche des Filterelements gebildet wird. Das Filtrat wird aus der Röhrenfilterpresse durch die hierfür vorgesehene Auslaßvorrichtung ausgetragen. Das hydraulische Medium wird dann aus der Außenkammer abgezogen, und es werden die Röhrenkörper in ihre zweite Stellung bewegt, worauf der Filterkuchen von der Innenkammer entfernt werden kann. Die Röhrenkörper werden dann in ihre erste Stellung zurückgebracht, und es kann der Filtrierzyklus wiederholt werden.

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Es sind verschiedene Anordnungen bekannt, durch die zu filterndes Material in die Innenkammer der Röhrenfilterpresse der genannten Art eingebracht werden kann. Bei einer Anordnung enthält' der Einlaß der Innenkammer eine Vielzahl von Öffnungen, die um das untere Ende des inneren Röhrenkörpers verteilt angeordnet sind, wodurch das zugeführte Material in die Innenkammer gleichmäßig um deren Boden herum eingebracht werden kann. Vorzugsweise stehen diese Öffnungen mit einer Vorkammer in Verbindung, in die das zu filternde zugeführte Material durch eine Zuführleitung unter Druck eingebracht werden kann. Die Öffnungen haben die Form von Schlitzen und sind normalerweise durch einen Ring aus elastomerem Material geschlossen, das üblicherweise einen rechteckförmigen oder L-förmigen Querschnitt hat und das um die Außenseite des inneren Röhrenkörpers herum angeordnet ist, wobei das zugeführte Material während des Einbringens in die Innenkammer durch den Ring aus elastomerem Material hindurchgedrängt wird und durch den Ring aus elastomerem Material daran gehindert wird, während des Druckfilterns in die Vorkammer zurückzufließen. Es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß Probleme bei der oben beschriebenen Anordnung auftreten können: 1. besteht während des Austragens des Filterkuchens eine Neigung des zu filternden Materials_/ durch den Ring aus elastomerem Material hindurchzulecken, und 2. neigt der Ring aus elastomerem Material während des Druckfilterns dazu, in die den Einlaß zur Innenkammer bildenden Öffnungen einzudringen, was zu einer Zerstörung oder einer Beeinflussung des elastomeren Ringes führt.

Gemäß der Erfindung ist bei einer Röhrenfilterpresse der genannten Art der Einlaß eine im wesentlichen ringförmige Öffnung, die

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a) so ausgebildet und angordnet ist, daß das aus ihr austretende zugeführte Material eine nach aufwärts gerichtete Geschwindigkeitskomponente aufweist und b) mit einer Vorkammer in Verbindung steht, in die die zu filternde Mischung durch eine Zuführleitung unter Druck einbringbar ist, und daß die Zuführleitung ein Rückschlagventil enthält oder mit einem Rückschlagventil zusammenarbeitet, so daß ein Rückstrom von zu filterndem Material, das sich unter Hochdruck befindet, verhindert wird.

Die erfindungsgemäße Röhrenfilterpresse benötigt normalerweise keinen elastomeren Ring, um die im wesentlichen ringförmige Öffnung am unteren Ende des inneren Röhrenkörpers zu schließen.

Die im wesentlichen ringförmige Öffnung hat eine solche Breite, daß sie nicht so schmal ist, daß das zugeführte Material nicht schnell genug eingeführt werden kann, und die andererseits nicht so groß ist, daß die die ringförmige Kammer in die Innenkammer und die Außenkammer teilende undurchlässige elastische Hülle in die Öffnung eingezogen und beschädigt wird. Es hat sich gezeigt, daß im allgemeinen die im wesentlichen ringförmige Öffnung eine Breite haben sollte, die nicht größer als 3,0 mm und nicht kleiner als 0,50 mm ist. Vorzugsweise soll die im wesentlichen ringförmige Öffnung eine Breite haben, die nicht größer als 1,50 mm ist und die vorzugsweise eine Breite im Bereich von 0,50 bis 1,25mm besitzt.

Vorzugsweise ist die im wesentlichen ringförmige Öffnung so angeordnet, daß sie höher liegt als die Abdeckung der Vorkammer und daß sie mit der Vorkammer über eine im wesentlichen ringförmige

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Kammer in Verbindung steht, die niedriger liegt als die ringförmige Öffnung, die die Vorkammer umgibt und mit dieser durch mehrere Leitungen verbunden ist. Die im wesentlichen ringförmige Kammer verteilt das zugeführte Material gleichmäßig um die ringförmige öffnung. Die die im wesentlichen ringförmige Kammer mit der Vorkammer verbindenden Leitungen sind vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, im wesentlichen gleichförmig verteilt. Die Gesamtquerschnittsfläche aller Leitungen ist vorzugsweise etwa gleich der Gesamtquerschnittsfläche der ringförmigen Öffnung. Wenn der Durchmesser der ringförmigen Öffnung 221 mm beträgt und die Breite der ringförmigen öffnung 0,76 mm ist, ist beispielsweise die Gesamtquerschnittsfläche der ringförmigen öffnung 528 mm². Ein brauchbarer Durchmesser für die Leitungen ist 4,75 mm, und infolgedessen beträgt die Anzahl Leitungen mit diesem Durchmesser, die erforderlich ist, um die gleiche Gesamtquerschnittsfläche wie diejenige der ringförmigen öffnung vorzusehen, 30. Die ringförmige Öffnung ist vorzugsweise so angeordnet, daß sie höher liegt als die Abdeckung der Vorkammer, damit das zugeführte Material während der Druckfiltrierung und während des Austragens des Filterkuchens zurück in die Vorkammer fließen kann, und um zu erreichen, daß während des Einbringens des zugeführten Materials in die Innenkammer der Röhrenfilterpresse dieses aus der ringförmigen öffnung mit einer nach aufwärts gerichteten Geschwindigkeit skomponente austreten kann. Die die im wesentlichen ringförmige Kammer mit der Vorkammer verbindenden Leitungen sind allgemein von der ringförmigen Kammer nach abwärts geneigt, so daß wiederum das zugeführte Material in der ringförmigen Kammer dazu neigt, zurück in die Vorkammer zu fließen.

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Bei einer Ausfuhrungsform der Röhrenfilterpresse der genannten Art, mit welcher zufriedenstellende Ergebnisse erzielt worden sind, enthalten die im wesentlichen koaxial angeordneten Röhrenkörper einen zylindrischen zentralen Abschnitt sowie obere und untere Abschnitte, die mit den benachbarten Endabschnitten des anderen Röhrenkörpers zusammenarbeiten, um eine Dichtung zu bilden, wenn sich die Röhrenkörper in ihrer ersten Stellung befinden. Das Filterelement ist um den zentralen zylindrischen Abschnitt des inneren Röhrenkörpers herum angeordnet. Jeder der Endabschnitte des inneren Röhrenkörpers enthält eine Kappe, die einen größeren Außendurchmesser als der zentrale zylindrische Abschnitt aufweist, und eine auf oder neben der genannten Kappe anVerkleidung

geordneie/'^die sich um die unmittelbar benachbarten Teile des zentralen zylindrischen Abschnittes herum erstrecken, wobei die Endabschnitte des inneren Röhrenkörpers ausgebildet sind, um mit benachbarten Endabschnitten des äußeren Röhrenkörpers zusammenzuwirken und mit diesen eine Dichtung zu bilden, wenn sich diese Röhrenkörper in ihrer ersten Stellung befinden. Wenn die vorliegende Erfindung auf die letztere Form der Röhrenfilterpresse angewendet wird, ist die Anordnung vorzugsweise derart, daß die im wesentlichen ringförmige Öffnung in bezug auf die undurchlässige elastische Hülle so angeordnet ist, daß das aus der ringförmigen Öffnung austretende zugeführte Material durch die undurchlässige elastische Hülle gezwungen wird, nach aufwärts mit hoher Geschwindigkeit über die Außenfläche der auf oder neben der Kappe des unteren Endabschnittes des inneren Röhrenkörpers angeordneten Verkleidung zu strömen. Auf diese Weise wird die Verkleidung während der frühen Stufen eines Filtrierzyklus sauber von Filterkuchen gehalten, der sich auf ihr in einem vorhergehenden Filtrierzyklus

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abgelagert hat.

Das Rückschlagventil ist vorzugsweise in der Zuführleitung enthalten, und zwar an einer Stelle, die sich außerhalb der Röhrenkörper befindet, welche die Hauptstruktur der Röhrenfilterpresse bilden. Dieses erleichtert die Wartung des Rückschlagventils. Bei einigen Ausführungen der Erfindung ist das Rückschlagventil in der Zuführleitung angeordnet, und zwar an einer Stelle, an welcher das zugeführte Material abwärts strömt, und bei diesen Ausführungen enthält das Rückschlagventil vorzugsweise (a) eine Vorspannungsvorrichtung, welche das Rückschlagventil schließt, wenn der Druck auf der Aufströmseite im wesentlichen auf Null verringert ist, und (b) eine Führungsvorrichtung, welche dazu dient, die Ventilglieder des Rückschlagventils genau in ihrer geschlossenen Lage zu halten. Die Vorspannungsvorrichtung kann beispielsweise eine Schraubenfeder sein, die üblicherweise aus korrosionsfestem Material besteht und die auf der stromabwärts gelegenen Seite des Ventils angeordnet ist. Die Führungsvorrichtung enthält zweckmäßig einen verlängerten Teil mit einem Querschnitt in Form eines Sternes mit drei, vier oder mehr Spitzen, wobei der verlängerte Teil an einem geraden Teil der Zuführleitung auf der stromaufwärts gelegenen oder stromabwärts gelegenen Seite des Ventils gleitet. Bei anderen Ausführungen ist das Rückschlagventil in der Zuführleitung an einer Stelle angeordnet, an der das zageführte Material nach aufwärts strömt, in welchem Falle das Ventil die Form beispielsweise eines Kugelventils haben kann. An einer solchen Stelle fällt die Kugel des Kugelventils unter Schwerkraftwirkung auf ihren Sitz, sobald der Zuführdruck im wesentlichen auf Null absinkt, und es sind keine Führungsvorrichtungen oder Vor-

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Spannungsvorrichtungen erforderlich.

Während des Betriebs der Röhrenfilterpresse der genannten Art wird in der Innenkammer ein sehr hoher Druck erzeugt, beispielsweise über 1 005 kg/cm² überdruck. Infolgedessen können Drücke dieser Größenordnung während des Filtrierzyklus auf die Zuführleitung übertragen werden. Es ist deshalb notwendig, daß das Rückschlagventil so ausgebildet ist, daß es solchen Drücken widerstehen kann, wenn es geschlossen ist.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1: einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Röhren-

filterpresse; und
Fig. 2: den unteren Endabschnitt des inneren Röhrenkörpers der Röhrenfilterpresse nach Fig. 1 im Längsschnitt, und zwar in einem vergrößerten Maßstab.

Die in der Zeichnung dargestellte Röhrenfilterpresse enthält einen inneren Röhrenkörper mit einem zentralen zylindrischen Abschnitt 1, einem oberen Endabschnitt 2 und einem unteren Endabschnitt 3. Die Presse enthält ferner einen äußeren Röhrenkörper 4, eine undurchlässige elastische Hülle 5, die am äußeren Röhrenkörper befestigt ist, und ein vom inneren Röhrenkörper getragenes Filterelement 6. Die undurchlässige elastische Hülle begrenzt mit den Röhrenkörpern nicht miteinander in Verbindung stehende Innen- und Außenkammern X und Y. Die Außenkammer Y ist mit einem Einlaß/ Auslaß 7 für ein Druckmittel versehen.

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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, enthält der untere Endabschnitt 3 des inneren Röhrenkörpers eine innere Kappe 31, die am Ende des zylindrischen zentralen Abschnittes 1 angeschweißt ist, einen ersten Ring 32, der einen eine Verkleidung 33 bildenden Teil einschließt, einen zweiten Ring 34 mit angenähert L-förmigem Querschnitt, der dicht um einen geeignet geformten Teil des Ringes 32 paßt, und eine äußere Kappe 35, die an der inneren Kappe 31 durch Kopfschrauben befestigt ist, wodurch der Ring 32 zwischen der inneren Kappe und der äußeren Kappe eingeklemmt wird. Der Ring 32 besteht üblicherweise aus Bronze, und der Ring 34 zweckmäßig aus Bronze oder aus einem synthetischen Kunststoffmaterial, wie beispielsweise Polyurethan. Ein Dichtring 16 ist zwischen der inneren Kappe 31 und dem Ring 32 vorgesehen. Eine Vorkammer 9 wird durch die innere Kappe 31, den Ring 32 und die äußere Kappe 35 begrenzt. Eine Zuführleitung 8 durchsetzt die innere Kappe 31, und es strömt zugeführtes Material durch die Leitung 8 nach abwärts und tritt in die Vorkammer 9 ein, von wo es eine Vielzahl von Leitungen 10, die ringförmige Kammer 11 und schließlich eine enge ringförmige öffnung 12 zwischen der Verkleidung 13 und dem Ring 34 durchsetzt. Die ringförmige Öffnung 12 ist so angeordnet, daß sie höher liegt als die Abdeckung der Vorkammer 9, die durch die innere Kappe 31 bestimmt ist. Die Breite der ringförmigen Öffnung 12 variiefc von 0,7 mm bis 0,8 mm. Zwischen der äußeren Kappe 35 und den Ringen 32 und 34 ist eine Gewebedichtung 13 angeordnet. Die äußere Kappe 35 ist mit einer Nut 14 versehen, um eine O-Ring-Dichtung für die Abdichtung mit dem äußeren Röhrenkörper 4 unterzubringen, und mit einem Zentrierbund 15, welcher die äußere Kappe 35 in dem Ring 32 festlegt und den Boden der Vorkammer 9 bildet.

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Die Zuführleitung 8 wird mit zugeführtem Material durch eine Leitung 40 gespeist, die mit einem mit Gewinde versehenen Nippel 41 versehen ist, an den ein Rückschlagventil 20 befestigt ist, das aus einer geeignet gebohrten im Querschnitt sechseckigen Stahlstange hergestellt ist. Eine Stahlkugel 21 ruht auf einem Sitz 22, wenn der Druck in der Leitung gleich oder nahezu gleich dem Atmosphärendruck ist. Wenn aber der Druck in der Leitung ansteigt, wird die Kugel angehoben, bis sie in Berührung mit dem unteren Ende des mit einem Gewinde versehenen Steges 23 einer Kappe 24 kommt, die auch aus einer Stahlstange mit sechseckförmigem Querschnitt hergestellt ist. Der Steg 23 ist mit Anschlägen 25 versehen, um den Strom an zugeführtem Material anzupassen, wenn sich die Kugel in ihrer höchsten Lage befindet.

Das zugeführte Material tritt durch die Zuführleitung 8 in die Vorkammer 9 ein, und wenn die Kugel 21 auf ihrem. Sitz ruht, ist die Säule aus zugeführtem Material in der Leitung 8 durch die so gebildete hydraulische Verriegiung unterbrochen, und es kann kein Material durch die Öffnung 12 hindurchlecken.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

{ 1. \ Röhrenfilterpresse mit einem Paar im wesentlichen konzentrisch angeordneter, aufrechtstehender Röhrenkörper, mit einer im äußeren Röhrenkörper angeordneten und an diesem befestigten undurchlässigen elastischen Hülse, mit einem um den inneren Röhrenkörper herum angeordneten und an diesem befestigten Filterelement, mit einem Auslaß zur Abgabe des durch das Filterelement hindurchgetretenen Filtrats und mit einer Vorrichtung zur axialen Verschiebung der Röhrenkörper relativ zueinander zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung, wobei die Röhrenkörper in der ersten Stellung miteinander eine geschlossene Ringkammer bilden, die durch die undurchlässige elastische Hülle in zwei konzentrische, miteinander nicht verbundene Kammern, eine Innenkammer und eine Außetnkammer, unterteilt ist, von denen die Innenkammer einen Einlaß für eine Mischung aus Flüssigkeit und feinverteiltem Feststoff aufweist und die Außenkammer mit einem Einlaß für ein hydraulisches Druckmittel versehen ist,während in der zweiten Stellung der Röhrenkörper die Ringkammer zur Entnahme des feinverteilten Feststoffes aus der Innenkammer geöffnet ist, und wobei ferner der Einlaß der Innenkammer um das untere Ende des inneren Röhrenkörpers herumführt und in die Innenkammer mündet, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß eine im wesentlichen ringförmige öffnung (12) ist, die so ausgebildet und angeordnet ist, daii daa au:, ihr austretende zugeführte Material eine nach auf-

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wärts gerichtete Geschwindigkeitskomponente aufweist, daß die Öffnung (12) mit einer Vorkammer (9) in Verbindung steht, in die die zu filternde Mischung durch eine Zuführleitung (8) unter Druck anbringbar ist, und daß die Zuführleitung (8) ein Rückschlagventil (20) enthält oder mit einem Rückschlagventil zusammenarbeitet, so daß ein Rückstrom von zu filterndem Material, das sich unter Hochdruck befindet, verhindert wird.
2. Röhrenfilterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen ringförmige Öffnung (12) eine Breite von nichtinehr als 3,0 mm besitzt.
3. Röhrenfilterpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen ringförmige Öffnung (12) eine Breite zwischen 0,5 bis 1,25 mm besitzt.
4. Röhrenfilterpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen ringförmige Öffnung (12) so anogeordnet ist, daß sie höher liegt als die Abdeckung der Vorkammer (9).
5. Röhrenfilterpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen ringförmige Öffnung (12) mit der Vorkammer (9) über eine ringförmige Kammer

(11) in Verbindung steht, welche diese umgibt und mit ihr durch eine Vielzahl von Leitungen (10) verbunden ist.
6. Eöhrenfilterpresse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen ringförmige Kammer (11) niedriger

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liegt als die ringförmige Öffnung (12) und daß die die ringförmige^Kammer (11) mit der Vorkammer (9) verbindenden Leitungen von der ringförmigen Kammer (11) aus nach abwärts geneigt sind, so daß das zugeführte Material bestrebt ist, zurück in die Vorkammer (9) zu strömen.
7. Röhrenfilterpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (20) in der Zuführleitung (8) an einer Stelle außerhalb der Röhrenkörper liegt.

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