DE2817899C2 - Steuerkopf für ein Scheibenfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Steuerkopf für ein Scheibenfilter, insbesondere zur Entwässerung von leicht filtrierbaren Kohlenflotationskonzentraten, dessen an der Stirnwand der F.'.terwelle angeordnetes Gehäuse eine Saugkammer und eine Druckkammer aufweist, wobei die Saugkammer von einem bogenförmigen Fenster und die Druckkammer von einer Öf-nung zur Filterwel-Ie hin begrenzt sind und somit mit den längsverlaufenden Innenkanälen der Filterwelle in Verbindung stehen und wobei das die Saugkammer begrenzende Fenster einen seinen Querschnitt in einem bestimmten Winkelbereich verengenden Vorsprung an seiner äußeren Begrenzung aufweist.

Einen derartigen Steuerkopf zeigt die DD-PS 6 507. Durch diesen Steuerkopf kann das Innere der Filterze! len nacheinander an eine Anzahl von Kammern angeschlossen werden. Die Vakuumkammer ist dabei mit einem bogenförmigen Fenster und die Druckkammer mit einer Öffnung versehen, die mit den längsverlaufenden Innenkanälen der Filterwelle verbunden sind. Dabei weist das Fenster in der Vakuumkammer an der Außenseite einen Vorsprung auf, dessen Querschnitt sich in Richtung zum hinteren Fensterende in Drehrichtung der Filterwelle verengt. Dadurch muß sich die Form des Fensters zu seinem hinteren Ende hin erweitern. Durch die größte Fensterbreite am Ende der Trocknungszone kommt es zum höchsten Unterdruck und zum höchsten Luftverbrauch am Ende der Trocknung, was zur Lösung der dort gestellten Aufgabe, nämlich der Verringerung der Feuchtigkeit des Rückstandes erforderlich ist. Der Filtratabfluß wird erst beirn Ende der Trocknung beendet.

Weiter ist aus dem Prospekt »Filtres a disques« der Firma Humboldt-Wedag (D 5189- 10-70(f)) eine Vorrichtung zum Verteilen des Drucks in Scheibenvakuumfiltern bekannt, wobei eine Welle mit längsverlaufenden Innenkanälen vorgesehen ist, die mit den entsprechenden Filterelementen der Filterscheibe verbunden sind.

Bei der Arbeit des Vakuumfilters verbindet der SteuerkoDf abwechselnd die Filterelemente der Filterscheibe über längsverlaufende Innenkanäle der Filterwelle mit der Vakuum- und der Druckquelle. Dabei verbindet das bogenförmige Fenster der Vakuumkammer die längsverlaufenden Kanäle der Welle mit der Vakuumkammer zur Durchführung des Filtrationsvorganges der Suspension und des Trocknens des Rückstandes, der an den Filtrierflächen der Filterscheibe gebildet wurde, und die öffnung der Druckkammer — mit der Druckquelle zur Ausführung des Abblasens des Rückstandes von den angegebenen Fiitrierflächen.

Die Trocknungszeit des Rückstandes und die Menge der durch diesen durchströmenden Luft sind von den Maßen des bogenförmigen Fensters der Vakuumkammer sowie von der Drehzahl der Filterscheibe abhängig. Bei der Filtration von leicht filtrierbaren Suspensionen, beispielsweise, der Kohlenflotationskonzentrate ist kein langzeitiges Trocknen des Rückstandes mit durch diesen durchgesaugter Luft erforderlich. In diesem Fall wird jedoch das Fenster der Vakuumkammer ausgeführt, wie bei der Entwässerung von schwerfiltrierbaren Suspensionen. Diese Maßnahme ist erforderlich, um das vollständige Abfließen des Filtrates aus den längsverlaufenden Kanälen der Welle zum Ende des Trocknens des Rückstandes und zum Anfang seines Abnehmens zu gewährleisten. Anderenfalls erhöht das in den längsverlaufenden Kanälen der Filterwelle verbleibende Filtrat den Widerstand der strömenden Druckluft, womit es die Wirksamkeit des Abblasens vermindert und außerdem den Restwassergehalt des ausgetrockneten Rückstandes erhöht.

Die Vergrößerung der Maße des Fensters der Vakuumkammer nach seiner Länge bzw. nach dem Erfassungswinkel führt jedoch zu einem anderen Nachteil. Während des Entfernens von Filtratresten aus den längsverlaufenden Innenkanälen, strömt beispielsweise über den bereits ausgetrockneten Rückstand, Unterdruckluft weiter durch. Das setzt das Vakuum in der Vakuumleitung herab, was seinerseits die Filtrationsleistung verringert, das Trocknen verschlechtert und den Energieaufwand erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steuerkopf der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß der Verbrauch an Unterdruckluft wesentlich vermindert werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Anspruch 1 angeführten Maßnahmen. Der Unteranspruch kennzeichnet eine zweckmäßige weitere Ausbildung.

Durch die Verminderung des Verbrauchs an Unterdruckluft kann das Vakuum auf einem niedrigen Stand gehalten, die Leistung des Filters gesteigert und der Restwassergehalt verringert werden.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des erilndungsgemäßen Steuerkopfs dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt des Steuerkopfs;

Fig.2 einen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1;

F i g. 3 einen ähnlichen Querschnitt wie F i g. 2, jedoch mit einem Fenster mit einem sich in Drehrichtung der Welle erweiternden Vorsprung;

Fig.4 die Kennlinie des Verbrauchs an durch den Rückstand an den Filtrierflächen der Filterscheibe und durch das Fenster der Vakuumkammer der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verteilen des Drucks im Scheibenvakuumfilter strömenden Unterdruckluft;

F i g. 5 die Kennlinie des Verbrauchs an Unterdruckluft beim Stand der Technik.

In Fig. 1 weist die Vorrichtung zum Verteilen des Drucks im Scheibenvakuumfilter ein Gehäuse 1 auf. das

mit der Stirnwand 2 an eine Filterwelle 3 des Scheibenvakuumfilters (nicht gezeigt) anliegt. Das Gehäuse 1 ist an die Filterwelle 3 durch Zugstangen 4 angedrückt und stützt sich mit dem Lager 5 gegen den an der Filterwelle 3 befestigten Zapfen 6 ab. Im Inneren des Gehäuses 1 sind eine Vakuumkammer 7 und eine Druckkammer 8 (F i g. 2) vorhanden, die von der äußeren 9 (F i g. 1) und der inneren 10 zylindrischen Wand des Gehäuses, der Seitenwand 11 (Fig. 1) und der Stirnwand 2 gebildet sind. Die Kammern 7 und 8 sind durch Trennwände 12 voneinander getrennt.

Die Vakuumkammer 7 weist ein bogenförmiges und im wesentlichen zur Wellenachse konzentrisches in der Stirnwand 2 des Gehäuses ausgeführtes Fenster 13 auf (Fig.2). Die Druckkammer 8 hat eine ebenfalls in der Stirnwand 2 des Gehäuses 1 ausgeführte Öffnung 14.

Das bogenförmige Fenster 13 und die Öffnung 14 dienen zur Verbindung der mit den Filterelementen der nicht gezeigten Filterscheibe verbundenen längsverlaufenden Innenkanäle 15 der Filterwelle 3 mit der Vakuürnkaiiiiner 7 und der Druckkammer 8. Das Gehäuse 1 hat einen Stutzen 16 zum Anschluß der Vakir umleitung an die Vakuumkammer 7 und einen Stutzea 17 zum Anschluß der Druckleitung an die Druckkammer 8.

Die Stirnwand 2 des Gehäuses ist als Scheibe aus verschleißfestem Werkstoff ausgeführt und durch Schrauben 18 am Gehäuse 1 befestigt.

Wie in F i g. 1 dargestellt, ist eine der aus verschleißfestem Werkstoff ausgeführte und die gleiche Form wie die Filterwelle 3 im Querschnitt aufweisende Scheibe 19 am Ende der Welle 3 befestigt

Das bogenförmige Fenster 13 der Vakuumkammer 7 hat erfindungsgemäß einen am Ende des Fensters 13 in der Drehrichtung der Filterwelle 3 des Vakuumfilters liegenden Vorsprung 20 (Fig.2). Dabei ist der Vorsprung 20 so ausgeführt, daß zwischen seiner Kante und der inneren bogenförmigen Seite des Fensters 13 ein Spalt 21 gebildet wird.

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel (F i g. 3) der Erfindung besitzt das bogenförmige Fenster der Vakuumkammer 7 einen am Ende des Fensters 13 in der Drehrichtung der Filterscheibe angeordneten Vorsprung 22. Dabei ist der Vorsprung 22 so ausgeführt, daß er sich in der Drehrichtung der Filterwelle 3 des Vakuumfilters erweitert und mit der inneren bogenförmigen Seite des Fensters 13 einen sich in der Drehrichtung der Welle 2 entsprechend verengenden Spalt 23 bildet.

Die beschriebene Vorrichtung zum Verteilen eines Drucks im Scheibenvakuuinfilter funktioniert wie folgt:

Bei der Rotation der Filterwelle 3 (F i g. 1) des Scheibenvakuum <"ilters werden die längsverlaufenden Innenkanäie 15 der Filterwelle 3 und die mit diesen verbundenen entsprechenden (nicht gezeigten) Filterelemente der Filterscheibe über den Steuerkopf an die Vakuumquelle und die Druckquelle abwechselnd angeschlossen.

Beim konsequenten Zusammenfallen der längsverlaufenden Innenkanäle 15 der Filterwelle 3 mit dem Anfang des bogenförmigen Fensters 3 der Vakuumkammer 7 beginnt der Filtrationsvorgang der Suspension durch entsprechende Filterelemente. Im Maße des Austritts der Filterelemente aus der Suspension beginnt der Zyklus des Trocknens des daran gebildeten Rückstandes, was dem Punkt »b« in F i g. 5 entspricht. Die den Rückstand durchströmende Unterdruckluft gelangt dabei aufeinanderfolgend in div. Filterelemente und wird über die längsverlaufenden Innenkanäie 15 und die Vakuumkammer 7 zur Vakuumquelle geleitet. Im Maße des Austrocknens des Rückstandes nimmt der Widerstand der durchströmenden Unterdruckluft ab, so daß ihr Verbrauch ansteigt und am Ende des Trocknens des Rückstandes, das mit dem Abschnitt der Linie »vg« an der Kennlinie des Luftverbrauchs (Fig.5) übereinstimmt, den größten Wert erreicht.

Zum Zeitpunkt des Zusammenfaiiens des längsverlaufenden Innenkanals 15 mit dem Ende (in der Drehrichtung) des bogenförmigen Fensters 13. wo der Vorsprung 20 vorhanden ist, steigt infolge der Überdeckung des Durchgangsquerschnitts des Kanals 18 durch den Vorsprung 20 der Widerstand der Bewegung der Unterdruckluft an. Der Verbrauch an Unterdruckluft vermindert sich bis auf einen durch den Abschnitt »de« bezeichneten Wert. Das Filtrat, das im Vergleich mit der Luft bedeutend schwerer ist, bewegt sich weiter auf dem unteren Teil des längsverlaufenden Innenkanals und tritt aus dem Spalt 21 und die Vakuumkammer 7 aus dem Scheibenvakuumfilter heraus.

Nach Beendigung des Trocknens trfo'gt das Abblasen des an den Filterelementen gebildeten Rückstandes. Die längsverlaufenden Innenkanäle 15 der Filterwelle 3 stehen dabei mit der öffnung 14 der Druckkammer 8 in Verbindung.

Aus der Gegenüberstellung der Kennlinien nach den F i g. 4 und 5 ist ersichtlich, daß die dem Luftverbrauch am Abschnitt proportionale Fläche »vgeki« (F i g. 4) im Vergleich mit der entsprechenden Fläche »vgki« (F i g. 5) bedeutend geringer ist.

Bei dem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung funktioniert die Vorrichtung zum Verteilen des Drucks in den Scheibenvakuumfiltern in der gleichen Weise. Dabei gestattet die Ausführung, bei der sich der Vorsprung 22 des bogenförmigen Fensters 13 der Vakuumkammer 7 in der Drehrichtung der Füterwelle 3 erweitert, den hydraulischen Schlag dank dem allmählichen Verengen des Spaltes, durch den der Filtrairest heraustritt, zu dämpfen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Steuerkopf für ein Seheibenfilter, insbesondere zur Entwässerung von leicht fikrierbaren Kohlenflotationskonzentraten, dessen an der Stirnwand der Filterwelle angeordnetes Gehäuse eine Saugkammer und eine Druckkammer aufweist, wobei die Saugkammer von einem bogenförmigen Fenster und die Druckkammer von einer Öffnung zur Filter- to welle hin begrenzt sind und somit mit den längsverlaufenden Innenkanälen der Filterwelle in Verbindung stehen und wobei das die Saugkammer begrenzende Fenster einen seinen Querschnitt in einem bestimmten Winkelbereich verengenden Vorsprung an seiner äußeren Begrenzung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (20) aus dem in Drehrichtung der Filterwelie (3) hinteren Ende des Fensters (13) vorgesehen ist

2. Steuerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dat> sich der Vorsprung (22) in der Drehrichtung der Fikerweiie (3) zum Ende des Fensters (!3) hin vergrößert und somit ein sich verengender Spalt (23) gebildet wird.

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