DE2818989A1

DE2818989A1 - Filterpresse

Info

Publication number: DE2818989A1
Application number: DE19782818989
Authority: DE
Inventors: Murray M Guttman; Thomas J Mullen
Original assignee: Envirotech Corp
Current assignee: Envirotech Corp
Priority date: 1977-05-04
Filing date: 1978-04-28
Publication date: 1978-11-09
Also published as: FR2389398B3; GB1598260A; NL7803525A; FR2389398A1

Description

SCHIFF v.FONER STREHL SCrICIBtL-HOPF- EBBINGHAUS FlNCK

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Filterpresse und insbesondere eine Vorrichtung zum Ausfiltern von Feststoffen aus Flüssigkeiten.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Plattenfilterpresse mit einer Vielzahl von Filterplatten, an denen Filtermedien befestigt sind und die Diaphragmen tragen können. Die Filterplatten können beispielsweise entsprechend der US-PS 3 931 014 gebaut sein. Die Platten sind gleitend verschiebbar an horizontalen Schienen gehalten. Die Filterpresse hat eine hydraulische Schließvorrichtung, welche die Platten längs der Schienen bewegt und sie gegeneinander drückt. Die hydraulische Schließvorrichtung hat ein Druckstück, das mit dem Kolben eines Hydraulikaggregats verbunden ist. Der Kolben sitzt gleitend verschiebbar in einem Hydraulikzylinder. Der Hydraulikzylinder ist mit einer Pumpe verbunden, die Hydraulikfluid in den Zylinder pumpen kann, wodurch der Hydraulikkolben in Richtung der Filterplatten bewegt wird, so daß diese aneinanderliegend gehalten werden.

Gegenwärtig ist es üblich, die Vielzahl von Filterplatten aneinanderliegend unter einem konstanten vorgegebenen Druck in dem Hydraulikzylinder zu halten. Der konstante vorgegebene Druck hat insgesamt eine ausreichende Größe, um die Platten derart zu halten, daß eine Abdichtung zwischen ihnen vorhanden ist, d.h. keine Flüssigkeit zwischen ihnen herauslecken kann.

Wenn die flüssige Aufschlämmung in eine Filterpresse für den Filterprozeß gepumpt wird, muß der Druck, mit dem sie gepumpt wird, ausreichen, um den Strömungswiderstand infolge der Filtermedien und infolge der gefilterten Feststelle zu überwinden, die auf den Medien abgeschieden sind. Wenn zunächst eine Aufschlämmungscharge durch eine Filterpresse mit reinen Filter-

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medien geschickt wird, befinden sich keine gefilterten Feststoffe auf den Medien. Deshalb braucht nur ein relativ niedriger Druck auf die Aufschlämmung einzuwirken gelassen werden. Bei fortgesetztem Filterprozeß setzen sich Feststoffe an den Medien ab. Deshalb muß, um die Aufschlämmung durch die Presse zu drücken, ein erhöhter Druck angelegt werden. Der auf die Aufschlämmung einwirkende Druck neigt dazu, die Filterplatten voneinander wegzudrücken. Dementsprechend muß der Druck im Hydraulikzylinder ausreichend groß sein, um die Filterplatten abdichtend aneinanderzuhalten, damit die Aufschlämmung zwischen den Platten nicht heraaslecken kann. Wenn nun der Hydraulikzylinderdruck übermäßig groß wird, besteht die Gefahr, daß die Teile der Filtermedien und Diaphragmen, die sich auf den aneinander lieg enden Flächen der Filterplatten oder in der Nähe davon befinden, beschädigt werden. Durch einen derartigen übermäßig hohen Druck können auch Dichtungen, die zwischen den Filterplatten angeordnet sind, sowie die Platten selbst beschädigt werden. Dies zeigt, daß die bisher übliche Praxis, nämlich einen konstanten Hydraulikzylinderdruck beim Filterprozeß ohne Berücksichtigung des Aufschlämmungsbeschickungsdrucks zu halten, zu einer Leckage zwischen den Platten oder zu einer Beschädigung der Filtermedien und Diaphragmen, führen kann.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine Filterpresse mit Einrichtungen zum automatischen Steuern des Hydraulikzylinderdrucks einer Filterpresse zu schaffen, um den Druck auf einem im wesentlichen konstanten vorgegebenen Wert bezüglich des Aufschlämmungsbeschickungsdrucks zu halten. Dabei sollen die Filterplatten in einer abdichtenden Beziehung zueinander gehalten werden und gewährleistet sein, daß sie nicht unter einem übermäßigen Druck gegeneinander gepreßt werden.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Filterpresse mit einer Vielzahl von Filterplatten und Einrichtungen zum Zuführen der

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Aufschlämmung in die Platten, die durch ein Hydraulikaggregat aneinanderliegend gehalten werden, dadurch gelöst, daß eine Drucksteuerungseinrichtung mit der Aufschlämmungsbeschickungseinrichtung und mit dem Hydraulikaggregat derart verbunden ist, daß der Druck in dem Hydraulikaggregat so gesteuert wird, daß das Verhältnis zwischen dem Druck des Hydraulikaggregats und dem Druck der Aufschlämmungsbeschickung einen konstanten vorgegebenen Wert ergibt.

Anhand der Zeichnung, in der schematisch ein Ausführungsbeispiel gezeigt ist, wird die Erfindung näher erläutert.

Die in der Zeichnung gezeigte herkömmliche Filterpresse 2 hat Filterplatten 4, eine Druckstück 6, einen Druckkopf 8, einen Hydraulikzylinder 32 und einen Hydraulikkolben 30. An jeder Filterplatte 4 sitzt ein Filtermedium in Form eines Tuchs, eines Siebes aus rostfreiem Stahl oder Polyäthylen usw. Wahlweise kann auch an jeder Filterplatte 4 ein Diaphragma befestigt werden. Beim Filtrieren werden die Filterplatten 4 zwischen dem Druckstück 6 und dem Kopfstück 8 gegeneinander gedrückt gehalten, wie dies in der Zeichnung gezeigt ist. Während des Filterns wird das Druckstück 6 gegen die Filterplatten 4 durch den Hydraulikkolben 32 gedrückt, der daran festgelegt ist. Die Filterplatten 4 werden dadurch aneinanderliegend gehalten. Die in der Presse 2 zu filternde Aufschlämmung wird mit einem Druck durch die Filterplatten 4 und die daraufsitzenden Medien gepumpt und dadurch gefiltert. Die gefilterte Flüssigkeit strömt von der Filterpresse 2 über einen nicht gezeigten Auslaß ab, während das Feststoffmaterial aus der Aufschlämmung auf den Filtermedien abgeschieden wird. Wenn nicht gefiltert wird, kann das Druckstück 6 von den Filterplatten 4 wegbewegt werden, die dann längs nicht gezeigter Halteschienen verschoben werden, die sich horizontal zwischen dem Kopfstück 8 und dem Druckstück 6 erstrecken. Wenn sich die Filterpresse 2 in diesem öffnungszustand befindet, können die gefilterten Feststoffe von den

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Filtermedien entfernt werden.

An den Einlassen 12 und 14 für den Zustrom der Aufschlämmung in die Filterpresse 2 sind Drucksensoren 16 und 18 befestigt. Die Drucksensoren 16 und 18 sind bekannte Einrichtungen haben ein Diaphragma bzw. eine Membran, so daß, wenn sich auf der einen Seite der Membran die Aufschlämmung und auf der anderen Seite eine Flüssigkeitssäule, beispielsweise Äthylenglykol befinden, die Flüssigkeitssäule den gleichen Druck wie die Aufschlämmung hat. Das Äthylenglykol befindet sich in den Aufschlämmungsdruckleitungen 20 und 22, die mit den Drucksensoren 16 und 18 einerseits sowie mit Übermittlungseinrichtungen bzw. Transmittern 24 bzw. 26 verbunden sind und so die Kommunikation dazwischen herstellen. Wahlweise können T-Verbindungen anstelle der Drucksensoren 16 und 18 verwendet werden. Die Übermittlungseinrichtungen bzw. Transmitter 24 und 26 sind bekannt. Sie werden durch die Flüssigkeitssäule mit einem hydraulischen Druck beaufschlagt und übertragen den Druck auf eine Luftsäule, d.h. senden ein pneumatisches Signal, das einen Druck hat, der proportional zum hydraulischen Eingangsdruck ist. Die Transmitter 24 und 26 können beispielsweise Transmitter der Wendelbauweise sein (Modell 173S, Moore Products Company).

Das Verhältnis des Hydraulikeingangsdrucks zum Druck des pneumatischen Signals ist ein vorgegebener Wert, der durch Justieren der Transmitter 24 und 26 eingestellt werden kann. Bei bestimmten Verwendungszwecken liegen beispielsweise die Druckbereiche der flüssigen Aufschlämmung zwischen 0 und 4,2 bar (0 und 60 psi), manchmal bei bis zu 16 bar (225 psi) und mehr. Jedes pneumatische Signal aus den Transmittern 24 und 26 hat einen Druck, der zwischen etwa 0,2 bar und etwa 1,1 bar (3 bis 15 psi) liegt. Die pneumatischen Ausgangssignale aus den Transmittern 24 und 26 werden über Leitungen zu einem Selektor 50 geführt, der in bekannter Weise gebaut ist, die beiden pneumatischen Drucksignale vergleicht und·das Signal übermittelt bzw. sendet, welches

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den höheren Druck hat. Man sieht, daß der Selektor 50 das Ausgangssignal aus dem Transmitter 24 oder 26 übermittelt, welches größer ist. Das pneumatische Drucksignal aus dem Selektor 50 wird durch eine Leitung zu einer Steuerung 52 geführt.

Wenn mit der Filterpresse 2 die Aufschlämmung gefiltert wird, hält das Druckstück 6 die Filterplatten 4 aneinandergedrückt. Der Hydraulikdruck wird durch ein bekanntes hydraulisches Leistungsgerät 40 erzeugt, beispielsweise durch eine Pumpe, die Hydraulikfluid aus einem Speicher 58 über eine Leitung 54 und dann in den Hydraulikzylinder 32 pumpt. Das Hydraulikfluid in dem Hydraulikzylinder 32 wirkt auf den Aggregatkolben 30, der fest mit dem Druckstück 6 verbunden ist und in dem Hydraulikzylinder 32 gleitend verschiebbar sitzt. Mit der Leitung 44 und mit dem Hydraulikzylinder 32 steht ein Transmitter bzw. eine Übermittlungseinrichtung 46 in einer Fluidströmungsverbindung. Der Transmitter 46 entspricht im wesentlichen den Transmittern 24 und 26 mit der Ausnahme, daß der Bereich der Eingangsdrucke, die aufgenommen werden können, anders ist. Das pneumatische Signal aus dem Transmitter 46 hat einen Druck, der proportional zum Hydraulikdruck im Hydraulikzylinder 32 ist. Der Druck im Hydraulikzylinder 32 kann beispielsweise zwischen etwa 42 bar und etwa 190 bar (600 bis 2700 psi) liegen, gemäß einem anderen Beispiel kann er von 70 bar bis 245 bar (1000 bis 3500 psi) reichen und sogar höher als 350 bar (5000 psi) sein. Der Druck des pneumatischen Signals ist proportional zum Hydraulikzylinderdruck und liegt zwischen etwa 0,2 bar und etwa 1,1 bar (3 bis 15 psi). Das pneumatische Signal aus dem Transmitter wird über eine Leitung zur Steuerung 52 gebracht.

Die Steuerung 52 ist eine bekannte Einrichtung (Nullmatic Controller, Modell 5OM, Moore Products Company), die zwei pneumatische Eingangssignale empfängt und ein pneumatisches Ausgangssignal abgibt bzw. sendet. Wenn die beiden Eingangssignale

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gleichen Druck haben, hat das Ausgangssignal einen vorgegebenen Druck, beispielsweise X bar„ Wenn das pneumatische Eingangssignal aus dem Selektor 50 einen größeren Druck hat als das pneumatische Eingangssignal aus dem Hydraulikaggregatdrucktransmitter 46, hat das Ausgangssignal aus der Steuerung 52 einen Druck, der um einen Betrag größer als X ist, der proportional zum absoluten Wert der Differenz zwischen den beiden Eingangssignalen ist. Wenn das pneumatische Eingangssignal aus dem Hydraulikaggregatdrucktransmitter 46 größer ist als das pneumatische Eingangssignal aus dem Selektor 50, hat das Ausgangssignal aus der Steuerung einen Druck, der um einen Betrag kleiner als X ist, der proportional zum Absolutwert der Differenz zwischen den beiden Eingangssignalen ist.

Das Ausgangssignal aus der Steuerung 52 wird durch eine Leitung einer Stelleinrichtung 53 übermittelt, die in bekannter Weise gebaut ist, ein pneumatisches Eingangssignal empfängt und eine mechanische Verschiebung eines Kolbens erzeugt. Beispielsweise kann die Stelleinrichtung 53 eine pneumatische Stelleinrichtung sein (Modell B-50XC-A-3, Conoflow Company). Die Stelleinrichtung 53 hat einen Stellkolben 55, der gleitend verschiebbar in einem Stellzylinder 54 angeordnet ist. Wenn das pneumatische Ausgangssignal aus der Steuerung 52 den vorgegebenen Druck von X bar hat, ist der Kolben 55 der Stelleinrichtung 53 um einen vorgegebenen Abstand Y cm vom rechten Ende des Stellzylinders 54 aus verschoben. Wenn das Ausgangssignal aus der Steuerung 52 einen Druck hat, der größer als der vorgegebene Wert X ist, wird der Kolben 55 weniger als Y cm vom rechten Ende des Stellzylinders 54 verschoben, und zwar um einen Betrag, der proportional zum Absolutwert der Differenz zwischen dem Druck des Ausgangssignals aus der Steuerung 52 und dem vorgegebenen Wert X ist. Wenn das Ausgangssignal aus der Steuerung 52 einen Druck aufweist, der kleiner ist als der vorgegebene Wert X, wird der Kolben 55 um mehr als Y cm vom rechten Ende des Stell-Zylinders 54 aus verschoben, und zwar um einen Betrag, der pro-

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portional zum Absolutwert der Differenz zwischen dem Druck des Ausgangssignals aus der Steuerung und dem vorgegebenen Wert X ist.

Der Kolben 55 ist bewegbar mit einem Entlastungsventil 56 mittels eines Hebels 57 gekoppelt. Das Entlastungsventil 56 ist in herkömmlicher Weise gebaut (Vickers Relieve Valve, ModellCT-06-F-4 0, Sperry Vickers) und ermöglicht einen Flüssigkeitsdurchstrom, dessen Mengenstrom von der Stellung des Hebels 57 abhängt. Das Entspannungsventil 56 ist in Fluidstromverbindung mit der Speiseleitung 44 für das Hydraulikaggregat verbunden, so daß ein steuerbarer Strom von HydraulikfIuid durch das Entspannungsventil 56 hindurchgehen kann. Die AbStromleitung des hydraulischen Entspannungsventils 56 steht in Fluidstromverbindung mit dem Hydraulikspeicher 58, von dem aus das hydraulische Leistungsgerät 40 das Hydraulikfluid entnimmt. Man sieht, daß das Hydraulikfluid, das über die Zuführungsleitung 44 strömt, steuerbar in den Speicher über das Entspannungsventil 56 "entlüftet" wird und daß dadurch der Hydraulikdruck im Hydraulikzylinder gesteuert wird.

Die erfindungsgemäße Anordnung arbeitet folgendermaßen: Am Anfang wird der Bereich der Drucke festgelegt, mit denen die Aufschlämmung der Filterpresse 2 über die Einlasse 12 und 14 zugeführt wird. In manchen Fällen liegen die Aufschlämmungsbeschickungsdrucke zwischen etwa 0 bar am Anfang des Filtriervorgangs und etwa 7 bar (100 psi) oder in manchen Fällen etwa 16 bar (225 psi) am Ende des Filtriervorgangs, wenn sich die ausgefilterten Feststoffe in starkem Umfang auf dem Filtermedium angesammelt haben.

Wenn das Verhältnis zwischen dem Druck in dem Hydraulikzylinder 32 und dem Aufschlämmungsbeschickungsdruck ein konstanter Proportionalitätsfaktor ist, werden die Filterplatten 4 aneinanderliegend gehalten. Eine Leckage von Aufschlämmung zwischen

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den Platten wird über den gesamten Bereich der Aufschlämmungsbeschickungsdrucke unterbunden. Der Bereich der Hydraulikzylinderdrucke, die erforderlich sind, um die Filterplatten 4 aneinanderzuhalten und um eine Leckage der Aufschlämmung zwischen den Platten im wesentlichen zu verhindern, ändert sich abhängig von der speziellen Filterpresse. Bei manchen Anwendungen können die Bereiche zwischen etwa 42 bar und etwa 190 bar (600 bis 2700 psi) liegen. Bei anderen Anwendungen kann sich der Druckbereich auch von 70 bar bis 250 bar (1000 bis 3500 psi) erstrecken.

Wenn das erforderliche Verhältnis zwischen dem Aufschlämmungsbeschickungsdruck und dem Hydraulikzylinderdruck festgelegt worden ist, werden die Transmitter 24, 26 und 46 sowie die Steuerung 52 in der vorstehend beschriebenen Weise eingestellt. Diese Einstellung erfolgt so, daß während des Filtriervorgangs, wenn der Aufschlämmungsbeschickungsdruck infolge der Ansammlung von Feststoffen auf dem Filtermedium steigt, das Verhältnis zwischen dem Druck im Hydraulikzylinder und dem Aufschlämmungsbeschickungsdruck automatisch im wesentlichen auf dem vorgegebenen konstanten Wert gehalten wird.

Die beschriebene Anordnung kann auch so ausgelegt werden, daß sie anstelle der mechanischen und pneumatischen Operationen mittels elektrischer Operationen arbeitet„

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L e e r s e ι t e

Claims

Patentansprüche

Filterpresse mit einer Vielzahl von Filterplatten, mit Schlammzuführungseinrichtungen zum Zuführen des Schlamms in die Vielzahl von Filterplatten für den Filterprozeß und mit einem Hydraulikaggregat, mit dem die Vielzahl der Filterplatten aneinanderliegend gehalten wird, wobei das Hydraulikaggregat einen Hydraulikzylinder aufweist, der ein unter Druck stehendes Hydraulikfluid enthält, gekennzeichnet

(a) durch Beschickungsdruckübermittelungseinrichtungen, die mit den Schlammzuführungseinrichtungen gekoppelt sind, ein Signal von den Schlammzuführungseinrichtungen empfangen und ein erstes Signal erzeugen, welches das Signal aus den Schlammzuführungseinrichtungen darstellt,

(b) durch eine Hydraulikaggregatdruckübermittlungseinrichtung (46), die mit dem Hydraulikzylinder (32) gekoppelt ist, ein Signal von dem Hydraulikzylinder (32) empfängt und ein zweites Signal erzeugt, welches das Signal von

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dem Hydraulikzylinder (32) darstellt,

(c) durch eine Steuerung (52), die das erste Signal und das zweite Signal empfängt und ein drittes Signal erzeugt, das

I) einem ersten vorgegebenen Wert gleich ist, wenn das erste Signal dem zweiten Signal gleich ist,

II) um einen Betrag, der die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Signal darstellt, größer ist als der erste festgelegte Wert, wenn das erste Signal größer ist als das zweite Signal,

III) um einen Betrag, der die "Differenz zwischen dem. ersten und dem zweiten Signal darstellt, kleiner ist als der erste festgelegte Wert, wenn das erste Signal kleiner als das zweite Signal ist, und

(d) durch Ventileinrichtung (56), die mit dem Hydraulikaggregat (30, 32) und mit der Steuerung (52) gekoppelt sind und von der Steuerung (52) so gesteuert werden, daß in dem Hydraulikzylinder (32) ein Druck aufrechterhalten wird, der dem dritten pneumatischen Signal entspricht.
2. Filterpresse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Stelleinrichtung (53), die in Fluidströmungsverbindung mit der Steuerung (52) steht, das dritte Signal von dieser Steuerung empfängt, einen Kolben (55) aufweist, der gleitend verschiebbar in einem Zylinder (54) angeordnet ist, wobei der Kolben (55) flexibel mit der Ventileinrichtung (56) gekoppelt ist, um den durchgehenden Strom des Hydraulikfluids

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derart zu steuern, daß er proportional zum Druck des dritten pneumatischen Signals ist.
3. Filterpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Filterplatte (4) der Vielzahl von Filterplatten ein an ihr befestigtes Filtermedium aufweist.
4. Filterpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Filterplatte (4) der Vielzahl von Filterplatten ein daran befestigtes Diaphragma aufweist.
5. Filterpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schlammzuführungseinrichtungen (12, 14, 16, 18) mehr als eine Einlaßleitung aufweisen.
6. Verfahren zum Filtrieren mit einer Filterpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß das Verhältnis zwischen dem Druck des Hydraulikfluids und dem Druck des Schlamms auf einem im wesentlichen konstanten vorgegebenen Wert gehalten wird.

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