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Bezeichnung: Plattenpreßfilter mit mehrfach angetriebenem
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endlosem Filterband Beschreibung: Die Erfindung betrifft einen Plattenpreßfilter
mit mehreren parallel zueinander angeordneten, bewegbaren Filterplatten, zwischen
denen ein endloses, über Umlenkrollen jeweils umgelenktes Filterband hindurchgeführt
ist, das über eine Hauptantriebsstation und mindestens eine, mit einem Antriebsmotor
verbundene, vorzugsweise beschichtete Umlenkrolle im mittleren Bereich des Filterplattenstapels
geführt ist, die als zusätzliche Antriebsstation dient, wobei die Antriebsmotoren
als Hydraulikmotoren ausgebildet sind.
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Bei Plattenpreßfiltern der eingangs bezeichneten Art wird das Filterband
über eine Antriebswalze, die zumeist in Verbindung mit einer Anpreßwalze steht,
zwischen den einzelnen Filterplatten in geöffnetem Zustand hindurchgezogen.
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Die Anpreßwalze soll hierbei ein Durchrutschen des Filterbandes auf
der Antriebswalze verhindern. Bei diesem Vorgang wirken auf das Filterband erhebliche
Zugkräfte, deren Größe von einer Reihe von Belastungen abhängig ist. Hierbei sind
insbesondere zu nennen, der Reibungsfaktor der Lagerung der Umlenkwalzen, die Zahl
der Umlenkwalzen, die Reibung des Filterbandes auf den Filterplattenflächen sowie
die Zahl der in unmittelbarer Bohrung mit dem Filterband stehenden Filterplattenflächen.
Darüber hinaus sind
sonstige zuglasterhöhende Kräfte zu berücksichtigen
wie Schaber und bei Plattenpreßfiltern mit horizontal angeordneten Filterplatten
die Summe des auf dem Filtertuch liegenden Kuchengewichtes. Die zum Transport des
Filterbandes erforderliche Zugkraft steigt mit der Anzahl der Umlenkrollen nach
einer Expanditialfunktion an.
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Die für das jeweilige Filterband zulässige Zugkraft ist jedoch im
wesentlichen begrenzt durch die Werkstoffestigkeit des Bandes, die maschinenbedingte,
maximal zulässige Dehnung, die zulässige Belastbarkeit der Verbindungsstellen der
Filterbandenden sowie die Anforderungen an die Flexibilität durch die vorgegebene
Krümmung der Umlenkrollen.
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Berücksichtigt man bei den einsetzbaren Werkstoffen für das Filterband
die von den Einsatzbedingungen her bestehenden Grenzen, nämlich die gebotene Durchlässigkeit,
die chemische Beständigkeit sowie temperaturbedingte Festigkeitsminderungen, so
ergeben sich hier eindeutige Begrenzungen der zulässigen Zugkraft. Damit sind derartige
Plattenpreßfilter hinsichtlich ihrer Plattenzahl und damit auch hinsichtlich ihrer
Größe begrenzt.
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Aus der DE-OS 24 15 598 ist ein Plattenpreßfilter der eingangs bezeichneten
Art bekannt, bei dem wenigstens eine Umlenkrolle im mittleren Bereich des Filterplattenstapels
mit einem Hydraulikmotor verbunden ist und so als zusätzliche Antriebsstation für
das Filterband dient. Der Hydraulikmotor der Hauptantriebsstation und der Hydraulikmotor
der so gebildeten Zusatzantriebsstation sind hierbei hinsichtlich ihrer Druckmittel-durch-strömung
in Reihe geschaltet, so daß ein Gleichlauf beider Antriebsstationen erzwungen ist.
Diese bekannte Anordnung ist jedoch schon aus Kostengründen hinsichtlich der Zahl
der Zusatzantriebe eingeschränkt, da mit Rücksicht auf einen absoluten Gleichlauf
völlig gleiche Antriebsmotoren für Haupt und Zusatz-
antriebsstation
eingesetzt werden müssen.
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Der Erfindung liegt nun, ausgehend von dem bekannten Plattenpreßfilter
die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, die die Anordnung mehrerer Zusatzantriebe
für das Filterband gestattet.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die einzelnen
Antriebsstationen hinsichtlich der Druckmitteldurchströmung ihrer Motoren parallel
geschaltet sind.
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Diese Anordnung erlaubt es, die Druckmittelzufuhr zu jedem Antrieb
individuell einzuregulieren, so daß auch bei einer Vielzahl von Zusatzantrieben
ein absoluter Gleichlauf aller Antriebsstationen erzielt wird.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der
Motor der Zusatzantriebsstation mit der zugehörigen Umlenkrolle direkt verbunden
ist. Während nämlich bei der bekannten Anordnung der Zusatzantrieb entsprechend
der üblichen Art der Hauptantriebe mit einer Anpreßwalze versehen ist, bietet diese
Ausgestaltung den Vorteil, daß zusätzliche Vorrichtungen zur Aufnahme der durch
die Anpreßwalze entstehenden Reaktionskräfte und Reaktionsmomente entfallen. Außerdem
wird der Kuchenaustrag bei horizontal angeordneten Filterplatten der äeweils über
den Zusatzantriebsstationen befindlichen Filterplatten bei der Ausführungsform gemäß
der Erfindung nicht behindert und auch die Zugänglichkeit für die Wartung nicht
erschwert.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß bei der
Zusatzantriebsstation zwischen Motor und Umlenkrolle eine Freilaufkupplung angeordnet
ist. Dies hat den Vorteil, daß bei einem Abfall der Motordrehzahl infolge von Störungen
oder ungenauer Einstellung keine zusätzlichen Zugkräfte auf das Filterband wirken,
die sonst durch die Mitnahme des Antriebsmotors über die Umlenkrolle entstehen
würden.
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Legt man gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung den Motor
der Hauptantriebsstatiön gegenüber dem Motor der Zusatzantriebsstation für ein größeres
Schluckvolumen aus, so ist darüber hinaus die Möglichkeit gegeben, im Leerbetrieb,
bei Waschvorgängen od. dgl., das Filterband mit nur einem Antrieb durchzuziehen
und nur bei starker Belastung, beispielsweise bei sehr hohen Kuchengewichten, den
Zusatzantrieb zuzuschalten.
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In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist darüber
hinaus vorgesehen, daß in der Druckmittelrücklaufleitung des Motors der Zusatzantriebsstation
ein einstellbares Vorspannventil angeordnet ist. Solange das Druckmittel den Einstellwert
des Vorspannventils nicht erreicht, erfolgt der Durchzug des Filterbandes ausschließlich
über die Hauptantriebsstation. Bei sauberem und nicht durch Filterkuchen belegtem
Filterband reicht diese Zugkraft in der Regel aus, das Filterband ohne Unterstützung
durch den Zusatzantrieb anzutreiben. Die Umlenkrollen von der bzw. den Zusatzantriebsstationen
können sich infolge der Ankopplung an ihre Motoren über Freilaufkupplungen frei
drehen, ohne daß die Motoren mitgedreht werden.
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Wird nun die erforderliche Durchzugslast für das Filterband größer,
so steigt der Hydraulikdruck an und der Zusatzantrieb wird mit dem Differenzdruck
zum Vorspannventil beaufschlagt und das Filterband über den Zusatzantrieb angetrieben.
Der bzw. die Zusatzantriebe arbeiten jedoch nur so lange, wie der Arbeitsdruck des
Druckmittels über dem durch das Vorspannventil eingestellten Druck liegt.
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Bei der Verwendung mehrerer Zusatzantriebe ist es zweckmäßig, wenn
durch entsprechende Stromteiler die Druckmittelzufuhr zu den einzelnen Motoren der
Zusatzantriebe auf gleiche Mengen aufgeteilt wird, so daß ein Durchrutschen einer
angetriebenen Umlenkrolle vermieden wird. Voraus-
setzung ist jedoch,
daß die Motoren der einzelnen Zusatzantriebsstationen das gleiche Schluckvolumen
aufweisen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist schließlich vorgesehen,
daß die angetriebenen Umlenkrollen der Zusatzantriebsstationen mit einer Weichgummibeschichtung
vorgegebener Härte versehen sind. Hierdurch wird der Reibungsfaktor zwischen dem
Filterband und der angetriebenen Umlenkrolle erhöht, so daß auch ohne Anpreßwalzen
eine einwandfreie Mitnahme des Filterbandes im Bereich der Zusatzantriebsstationen
gesichert ist.
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Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein sog. Etagendruckfilter, Fig. 2 die hydraulische
Schaltung der Antriebsstationen des Etagendruckfilters gemäß Fig. 1.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Etagendruckfilter sind in einem Maschinengestell
1 mehrere Filterplatten 2 horizontal übereinanderliegend angeordnet. Jede Filterplatte
weist abwechselnd an dem einen und an dem anderen Ende eine Umlenkrolle 3 auf, über
die ein endloses Filtertuch 4 geführt ist. Am oberen Ende der Filteranordnung ist
eine schematisch angedeutete Spannstation 5 für das Filtertuch vorgesehen. Unterhalb
der Filterplatten ist eine Schließeinrichtung, bei dem dargestellten Beispiel eine
hydraulische Schließeinrichtung 6 angeordnet, mit deren Hilfe das Filterplattenpaket
in vertikaler Richtung zusammengedrückt werden kann. An Stelle einer hydraulischen
Schließeinrichtung kann auch eine mechanische Schließeinrichtung, beispielsweise
in Form einer spindelbetriebenen Kniehebelanordnung vorgesehen werden.
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Am I4aschinengestell 1 ist ferner ein wegfühlender Geber 7 befestigt,
der über einen Führungsstößel 8 mit einem Fühlerarm 9 zusammenwirkt, der an der
untersten Filterplatte angeordnet ist. Die Funktionsweise wird im Zusammenhang mit
der Arbeitsweise der Gesamtanordnung näher beschrieben werden.
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Das endlose Filterband 4 ist nun zickzackförmig jeweils über die Umlenkrollen
3 durch den Filterplattenstapel sowie am unteren Ende durch eine Wascheinrichtung
10 geführt. In Durchzugsrichtung des Filterbandes (Pfeil 11) gesehen, hinter der
Wascheinrichtung 10, ist die Hauptantriebsstation vorgesehen, die aus einer Walze
12 und einem mit dieser verbundenem Hydraulikmotor 13 besteht. Durch eine vorzugsweise
federnd an die Antriebswalze 12 angedrückte Anpreßwalze 14 wird für eine genügende
Reibung zwischen Filterband und Antriebswalze gesorgt, so daß die erforderliche
Zugkraft auf das Filterband übertragen werden kann.
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Erfindungsgemäß sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel für
je vier übereinanderliegende Filterplatten die Umlenkrollen 3a und 3b als zusätzliche
Antriebsstationen ausgebildet. Zu diesem Zweck sind sie mit Hydraulikmotoren 15a
und 15b verbunden.
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Über eine Druckölversorgung 16, die mit einer nicht näher dargestellten
Steuereinheit in Verbindung steht, werden sowohl die Schließeinrichtung 6 als auch
die Hydraulikmotoren 13, 15a und 15b mit Drucköl versorgt. Wie aus der Zeichnung
ersichtlich, sind die beiden Hydraulikmotoren 15a, 15b der Zusatzantriebsstationen
zum Hydraulikmotor 13 der Hauptantriebsstation in Bezug auf die Druckmitteldurchströmung
parallel geschaltet. Darüber hinaus ist der Hydraulikmotor 13 der Hauptantriebsstation
für ein größeres Schluckvolumen ausgelegt. In der gemeinsamen Rücklaufleitung 17
der beiden Hydraulikmotoren 15a und 15b ist ein
einstellbares Vorspannventil
18 angeordnet.
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Der dargestellte Plattenpreßfilter arbeitet nun folgendermaßen: Nach
Abschluß des Filtervorganges wird der Filterplattenstapel durch Absenken der Schließeinrichtung
6 geöffnet, so daß sich die in Fig. 1 dargestellte Stellung der Filterplatten zueinander
ergibt. Über den Hauptantrieb 12, 13, 14 wird nun das Filterband 4 hindurchgezogen,
so daß der auf dem Filterband aufliegende Filterkuchen jeweils im Bereich der Umlenkrollen
3 an jeder Etage über eine nicht näher dargestellte Abwurfvorrichtung abgeworfen
wird.
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Das Vorspannventil 18 ist nun so eingestellt, daß erst bei Überschreiten
eines Mindestdruckes die beiden Hydraulikmotoren 15a und 15b der Zusatzantriebsstationen
arbeiten. Hierdurch wird bewirkt, daß durch die Hauptantriebsstation nicht der auf
das Filterband wirkende Reibungswiderstand des gesamten Filterplattenpaketes überwunden
werden muß, sondern daß nur jeweils der bis zum nächsten Zusatzantrieb auf das Filterband
wirkende Reibungswiderstand überwunden werden muß. Hierdurch ergibt sich eine entsprechende
Herabsetzung der Jeweils im Bereich einer Antriebsstation auf das Filterband wirkenden
Zugbelastung.
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Nachdem der zwischen den einzelnen Filterplatten befindliche Filterkuchen
abgeworfen worden ist, wird über die Schließeinrichtung 6 der Filterplattenstapel
in Schließstellung mit einem vorgegebenen Schließdruck zusammengepreßt. Hierbei
gelangt nun der Führungsstößel 8 des am Maschinengestell befestigten wegfühlenden
Gebers 7 mit dem an der untersten Platte befestigten Fühlerarm in Berührung, wobei
der Geber 7 in seine Normalstellung gebracht wird und über eine entsprechende Steuerleitung
19 die Druckmittelzufuhr zur Schließeinrichtung abgeschaltet wird.
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Wird nun die zu filtrierende Flüssigkeit in das Filter
eingeleitet,
so baut sich ein Innendruck auf, der dem Schließdruck entgegenwirkt und den Plattenstapel
zu öffnen versucht. Hierdurch werden die Filterplatten entsprechend dem Anwachsen
des Innendruckes etwas auseinandergefahren, so daß über den wegfühlenden Geber die
Druckmittelzufuhr zur Schließeinrichtung 6 eingeschaltet wird und der Schließdruck
so lange erhöht wird, bis die mit dem Fühlerarm 9 verbundene unterste Platte wieder
in ihre Normalstellung gebracht ist und die Druckmittelzufuhr wieder ausgeschaltet
wird. Hierdurch ist wieder die ursprüngliche Anpreßkraft zwischen den einzelnen
Dichtelementen der Filterplatten untereinander eingestellt und die Abdichtung des
gesamten Plattenstapels gewährleistet.
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Wird nun bei einem Abbau des Innendruckes der Filterplattenstapel
durch den nunmehr höheren Schließdruck zusammengedrückt, so wird der Führungsstößel
8 über seine Normalstellung hinaus bewegt. Durch ein entsprechendes Signal wird
automatisch der Hydraulikdruck der Schließeinrichtung soweit abgebaut, bis der Plattenstapel
wieder in seine Normalstellung abgesenkt ist. Nach Abschluß des Filtervorganges
wird durch Absenken der Filterplattenstapel geöffnet und dann in der vorbeschriebenen
Weise das Filtertuch zum Abwurf des Kuchens durch den Plattenstapel hindurchgezogen.
Bei schweren oder klebrigen Filterkuchen baut sich in der Druckmittelzuführung zu
den einzelnen Hydraulikmotoren sehr schnell ein so hoher Druck auf, daß alle Motoren
zumindest zur Überwindung des Anfangswiderstandes arbeiten, so daß eine Überbelastung
des Filterbandes vermieden wird.
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In Fig. 2 ist noch einmal schematisch die Anordnung der einzelnen
Motoren dargestellt. Hieraus ist ersichtlich, daß die Antriebswalze 12 der Hauptantriebsstation
über eine elastische Kupplung 20 mit ihrem Hydraulimotor 13 verbunden ist. Die beiden
Umlenkrollen 3a und 3b sind dagegen über Freilaufkupplungen 21a, 21b mit den zugehörigen
Hydraulikmotoren 154 15b verbunden, so daß auch bei Still-
stand
der Hydraulikmotoren 15 a, 15 b sich die beiden Umlenkrollen 3 a, 3 b in Durchzugsrichtung
frei drehen können und erst von den Hydraulikmotoren mitgenommen werden, wenn diese
mit einem entsprechenden Drehmoment über die Freilaufkupplung auf die betreffende
Umlenk--rolle einwirken.
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Die Anpreßwalze 14 ist hierbei schematisch als federnd angepreßte
Walze dargestellt. Ferner ist die Druckoelversorgung 16 nur in Form einer Pumpe
dargestellt, wobei die entsprechenden Anschlüsse zur Versorgung der Schließeinrichtung
nicht berücksichtigt wird.