DE3202317A1 - "vakuum-bandfilter" - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Vakuum-Bandfilter.

Es ist wohlbekannt, daß der Widerstand gegen eine Entwässerung von Filterkuchen in Vakuum-Bandfiltern und ähnlichen Vakuum-Filtern mehr oder weniger proportional zur Dicke des Filterkuchens ist. Aus diesem Grund ist es wichtig, daß die Kuchendicke auf dem absoluten Minimum gehalten wird, das für einen zufriedenstellenden Kuchenabstoß erforderlich ist.

Wie bereits bekannt, haben Rotationstrommel-Vakuumfilter die Eigenschaft, daß sie zur Erzeugung von Kuchen mit optimaler Minimaldicke betrieben werden können; sie leiden jedoch an dem Nachteil, daß es die Krümmung der Trommel unpraktisch macht, einen mechanischen Druck auf den Kuchen auszuüben, nachdem er geformt worden ist, so daß die Entwässerung ausschließlich von dem Druckdifferential abhängt, das mit der Vakuumpumpe erzielbar ist, mit welcher die Saugwirkung an die Trommel angelegt wird. Verschiedene horizontale Vakuum-Bandfilter umfassen Kompressionseinrichtungen, die es ermöglichen, daß mechanisch auf den Filterkuchen ein Druck angelegt wird, nachdem er geformt worden ist. Einige Vakuum-Bandfilter weisen ein sich intermittierend bewegendes Band auf, wobei während der stationären Phasen des Bandes das Vakuum angelegt wird und die Kompressionseinrichtung arbeitet. Alternativ hierzu weisen einige Vakuum-Bandfilter ein sich kontinuierlich bewegendes Filterband auf, wobei dann die Vakuumeinrichtung und die Kompressionseinrichtung sich zyklisch zuerst in Richtung der Bewegung des Bandes und synchron hierzu bewegen, während ein Vakuum bzw. ein Druck an das Band angelegt werden, und danach während das Vakuum und der Druck weggenommen sind, die Vakuumeinrichtung und die Kompressionseinrichtung in ihre jeweilige Startposition zurückkehren. Derartige Filter leiden an dem Nachteil, daß sie keinen Kuchen verteilen können, der dünn genug ist, um eine optimale

Entwässerungsleistung zu ermöglichen. Allgemein kann auf einem solchen horizontalen Vakuum Bandfilter ein Filterkuchen nicht mit einer Dicke von viel weniger als 2 mm geformt werden und in vielen Fällen ist die minimal erzielbare Dicke viel größer als 2 inni.

Es ist daher ein Ziel der Erfindung, eine verbesserte Form eines Vakuum-Bandfilters zu schaffen, der gegenüber den bekannten horizontalen Vakuum-Bandfiltern den Vorteil aufweist, daß er derart betrieben v/erden kann, daß ein optimal dünner Filterkuchen erzeugt wird, so daß eine optimale Entwässerung erzielbar ist; dabei ist die Fiiterkonstruktion derart ausgebildet, daß sie, falls erwünscht, eine Einrichtung aufweisen kann, durch welche ein mechanischer Druck an den Kuchen angelegt werden kann.

Zur Erreichung dieses Ziels wird erfindungsgemäß ein Vakuum-Bandfilter geschaffen, der em endloses Band aufweist, welches zum Durchlauf/eine Zufuhrstation, an welcher Brei zur Filtration auf seine obere Oberfläche zugeführt wird, und dann über eine oder eine Reihe von Vakuumkanimern geführt ist; ferner sind Vorschubeinrichtungen vorgesehen, um das Band derart vorzutreiben, daß aufeinanderfolgende Bereiche des Bandes einem Vakuum ausgesetzt werden, um einen Filterkuchen darauf aus dem Brei abzuscheiden. Gekennzeichnet ist dieses Vakuum-Bandfilter dadurch, daß die Vakuumkammer oder wenigstens eine erste der Vakuumkammern und ein Vakuumabschnitt des Bandes darüber in Richtung der Bewegung des Bandes in einem Winke
neigt sind.

einem Winkel von 4° bis 20° zur Horizontalen aufwärts ge-

Vorzugsweise beträgt dieser Winkel im wesentlichen 8 .

Bei einer bevorzugten Ausführung des Vakuum--Bandfilters gemäß der Erfindung i st über der Vakuumkammer oder der ersten

der Vakuumkammerη eine Behälterstruktur angeordnet, die den Brei auf dem Band hält, während er dem Vakuum ausgesetzt ist.

Die Zufuhrstation des Vakuum-Bandfilters gemäß der Erfindung kann Einrichtungen, wie ein Zufuhrrohr aufweisen, um den Brei zu einem Zufuhrabschnitt des Bandes zu führen; dieser Zufuhrabschnitt ist zum Vakuumabschnitt des Bandes hin nach unten geneigt. Das Zufuhrrohr ist vorteilhafterweise über der Vakuumkammer oder der ersten der Vakuumkammern gehalten, um Brei in den durch die Behälterstruktur gebildeten Raum einströmen zu lassen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bandfilters bewegt sich das Band intermittierend. Die Vorschubeinrichtung bewegt das Band schrittweise und umfaßt Einrichtungen zur aufeinanderfolgenden Vergrößerung und Verkleinerung des Ausmaßes einer Einbuchtung in einer Rückkehrstrecke des Bandes, sowie nur in einer Richtung arbeitende Einrichtungen, die es dem Gurt gestatten, sich nur in einer Richtung zu bewegen, und eine Spannvorrichtung, welche das Band unter Zugspannung hält.

Der Filter weist vorzugsweise nach der Vakuumkammer oder den Vakuumkammern einen Kompressionsabschnitt auf, der vorteilhafterweise im wesentlichen horizontal liegt; in diesem Abschnitt werden das Band und ein darauf befindlicher Filterkuchen einem Druck ausgesetzt, um davon Flüssigkeit herauszupressen.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vakuum-Bandfilters.

Die dargestellte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vakuuin-Bandfilters umfaßt einen Tragrahmen, der an jeder Seite des Aufhaus einen Vorderholm 10 und einen Mittelholm 11 aufweist, die sich im Winkel zueinander von einem Ende eines Basisholms 1/ nach oben erstrecken, sowie einen hinteren Holmaufbau 13, der einen zentralen Schlitz 14 bildet und sich in einem geringen Winkel vom anderen Ende des Basisholms 12 nach oben erstreckt» Der Tragrahmen trägt Seitenträger 15, 16, von denen die Seitenträger 15 mit den oberen Enden des VorderhoIms 10 verbunden sind und sich im wesentlichen horizontal zwischen diesem und den Seitenträgern 16 erstrecken, die sich ihrerseits von den hinteren Holmanordnungen 13 an den Mittelholmen 11 entlang in einem Winkel im Bereich von 4° bis 20°, vorzugsweise in der Größenordnung von 8° nach oben erstrecken.

Die geneigten Seitenträger 16 tragen eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Vakuumkästen 17, von denen in der dargestellten Ausführungsform zwei gezeigt sind, Saugleitungen von den Kästen 17 erstrecken sich über getrennte oder gemeinsame Flüssigkeitsbehälter (nicht gezeigt) zu einer Vakuumpumpe (ebenfalls nicht gezeigt), über den Vakuumkästen 17 ist eine allgemein mit 19 bezeichnete Haltestruktur angebracht .

Die oberen Enden der Mitteiliolme 1 1 tragen ein Brei-Zufuhrrohr 20, das über einer geneigten Ablenkplatte 21 angeordnet ist, die zwischen den Holmen 11 getragen ist und an ihrer Unterkante über der Haltestruktur 19 endet.

Von den Seitenträgern 15 wird ein mechanischer Kompressionsaufbau getragen, der allgemein mit dem Bezugszeichen 22 bezeichnet ist und eine untere Druckplatte 23 umfaßt, die beispielsweise eine expandierbare ,Membran (nicht sichtbar) aufweist, welche aufwärts gegen eine feststehende Gegenplatte expandierbar und gegen diese andrückbar ist.

Ein endloses Filterband 25 des Filters erstreckt sich in einem Vakuumabschnitt über den Vakuumkästen 17 und verläuft dann zwischen der Druckplatte 2 3 und der Gegenplatte

24 hindurch.

Hiervon erstreckt es sich um eine Führungsrolle 2 6 herum zu einer Kuchenabstoßrolle 27, von welcher es zu einer Schwenkrolle 28 gelangt, und zwar über eine Schleife bzw. Einbuchtung 29 und um eine Progressionsrolle 30 herum, die von Armen 31 getragen ist, welche um eine von der Schwenkrolle 28 gebildete Achse geschwenkt werden können. Es ist ein pneumatischer oder anderer geeigneter Stößel 32 vorgesehen, um die Arme 31 zu schwenken, so daß, wie erkennbar, jede Schwenkbewegung die Auswirkung hat, die Ausdehnung der Einbuchtung bzw. Schleife 29 zu vergrößern oder zu vermindern. Von der Schwenkrolle 28 verläuft das Band 25 zu einer nur in einer Richtung arbeitenden Vorrichtung, die allgemein durch das Bezugszeichen 33 bezeichnet ist und eine Rolle 34 und ein Freilaufrad oder eine Klauen-Gesperreanordnung 35 umfaßt, deren Zweck darin besteht, dem Band

25 zu gestatten, sich nur in Richtung des Pfeiles 36 zu bewegen, während die Bewegung des Bandes 25 in entgegengesetzter Richtung verhindert wird. Von der Rolle 34 erstreckt sich das Band 25 über eine Führungsrolle 37 und dann nach unten in eine Spannschleife oder -einbuchtung 38 um eine schwere Spannrolle 39 herum, die mit ihren Enden in den Schlitzen 14 der hinteren Holmaufbauten 13 geführt ist, so daß sie sich unter dem Einfluß ihres Eigengewichts gleitend auf- und abbewegen kann.

Von der Spannschleife oder -einbuchtung 38 erstreckt sich das Band 25 um eine hintere Führungsrolle 3 9 an dem oberen Ende des Mittelholms 11 in der Nähe des Brei-Zufuhrrohrs 20 herum in einen Zufuhrabschnitt, der zwischen der hinteren

Führungsrolle 39 und einer eingetauchten Führungsrolle 40 am Beginn des Vakuumabschnitts des Bandes 25 gebildet ist, wo das Band beginnt, über die Vakuumkästen 17, 17 zu laufen, wie vorstehend angegeben.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist die Betriebsweise des Filters ohne weiteres verständlich. Der zu filternde Brei wird mittels des Zufuhrrohrs 20 zu dem Zufuhrabschnitt des Bandes 25 geführt; dieser Zufuhrabschnitt ist unterhalb des Rohrs 20 nach unten geneicjt und trägt den Brei nach unten zu einer Reservemasse 41 aus Brei, die in der Haltestruktur bzw. Behälterstruktur 19 enthalten ist. Eine dünne Schicht aus Feststoffen oder ein Filterkuchen wird auf dem geneigten Vakuumabschnitt des Bandes 25 geformt und das Band wird schrittweise in Richtung des Pfeiles 36 vorgeschoben, so daß die Filterkuchenschicht schrittweise durch die mechanische Kompressionsanordnung 22 geführt wird, in welcher sie einer mechanischen Entwässerung durch die expandierbare Membran der unteren Druckplatte unterzogen wird, die expandiert ist, um das Band 25 mit dem darauf befindlichen Filterkuchen fest gegen die Unterseite der Gegenplatte 24 zu drücken. Während der Filterkuchen schrittweise durch die Kompressionsanordnung 22 bewegt wird, wird er zunehmend trockner und tritt aus der Anordnung 22 mit einem sehr niedrigen Wassergehalt aus, haftet jedoch immer noch am Band; danach verläuft er um die Führungsrolle 26 herum. Der trockene Filterkuchen trennt sich schließlich vom Band 2 5 an der Abstoßrolle 27, da seine Haftung am Band 25 nicht ausreicht, um ihn am Band während der Ablenkung durch die Rolle 27 zu halten, die es erfordern würde, daß der Kuchen an der Unterseite des Bandes 25 haftet.

Die geneigte Anordnung des Vakuumabschnitts des Bandes, der sich über die Vakuumkästen 17 (die durch einen einzelnen Vakuumkasten oder durch mehr als zwei Vakuumkästen ersetzt

werden könnten) erstreckt, stellt eine gute Verteilung des Breis über das Band 25 hinweg sicher, so daß eine sehr dünne Breischicht erzielt wird, die von dem Winkel der Neigung des Vakuumabschnitts abhängt. In dem dargestellten Fall liegt der Winkel in der Größenordnung von 8° zur Horizontalen, jedoch kann die Neigung beispielsweise im Bereich von 4° bis 20° zur Horizontalen ausgewählt werden, wie es gewünscht wird oder für geeignet gehalten wird, beispielsweise entsprechend der erforderlichen Filterkuchendicke, die erzielt werden soll.

Der Vorschub des Bandes 25 wird mittels des Stößels bzw. Druckkolbens 32 synchron mit der Anwendung von Vakuum an die Kästen 17 und der Ausdehnung der Membran der Kompressionsanordnung 22 erzielt, wie nachstehend erläutert. Während das Vakuum abgeschaltet und die Membran entspannt ist, wird der Druckkolben 32 betätigt, um die Arme 31 im Uhrzeigersinn, gesehen in der Zeichnung, zu schwenken, so daß die in der Schleife bzw. Einbuchtung 29 vorliegende Bandmenge durch den Betrag erhöht wird, um den das Band 25 vorgeschoben werden soll. Da die in einer Richtung arbeitende Vorrichtung 33 verhindert, daß sich das Band im Abschnitt zwischen der Schwenkrolle 28 und der Vorrichtung 33 in der dem Pfeil 36 entgegengesetzten Richtung bewegt, wird die in die Schleife 29 eingezogene Bandlänge von der oberen Strecke des Bandes abgezogen; dies ist dadurch möglich, daß die Spannrolle 39 im Schlitz 14 angehoben wird und dabei das Band gespannt hält. Nachdem eine ausreichende Bewegung des Bandes 25 erzielt worden ist, wird das Vakuum wieder an die Kästen 17 angelegt und die Membran der Kompressionsanordnung 22 wird aufgeblasen. Auf diese Weise wird nicht nur der Filterkuchen entwässert, sondern es wird auch das Band 25 ortsfest gehalten. Während dies geschieht, wird der Druckkolben 32 in seine Anfangsposition zurückgeführt, so daß das Maß der Einbuchtung 2 9 vermindert wird und dabei diese Verminderung in der Spannschleife 38 durch die Rolle 39 aufgenommen wird.

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Die Erfindung ist nicht auf die präzisen Einzelheiten des vorstehenden Ausführungsbeispiels beschränkt, es sind vielmehr Abänderungen möglich. Insbesondere kann das Band kontinuierlich vorgeschoben werden statt der intermittierenden Bewegung, wie vorstehend erläutert, und die Anordnung zur Anlegung eines Vakuums und zur Anlegung des Drucks an den Brei oder Filterkuchen kann dementsprechend abgeändert werden. Beispielsweise können ein oder mehrere Vakuumkästen und der Kompressionsaufbau selbst mit Bezug auf den Pfad des kontinuierlich bewegten Bandes hin- und herbewegt werden.

Der Aufbau des Umlauffilters oder Bandfilters kann in seiner Form und/oder Gestaltung von der dargestellten abweichen. Er kann länger sein und mehr Vakuumkästen und zusätzliche Kompressionsanordnungen umfassen, wie gewünscht. Der Aufbau kann überdies Einrichtungen aufweisen, um das aus einem oder mehreren der Vakuumkästen 17 abgezogene Filtrat zu einer oder mehreren Waschdüsen zurückzuführen, die das Filtrat wieder auf den Filterkuchen sprühen, bevor dieser die Druckanordnung erreicht. Das Gerät kann auch dazu ausgebildet sein, daß der Vakuumabschnitt des Bandes in seinem Neigungswinkel entsprechend zum zu einem bestimmten Zeitpunkt bearbeiteten Brei eingestellt werden kann. Die Kompressionsanordnung ist für die Erfindung nicht unabdingbar erforderlich und kann weggelassen werden und auch die Art und Weise des Vorschubes des Bandes kann von der beschriebenen abweichen. Auch andere Abwandlungen sind möglich.

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Claims (11)

DR.-ING. W.BERNHARDT PATENTANWALT KOBENHDTTENWEG 43 6600 SAARBRÜCKEN TELEFON (0ü8I)»i5O0O HENRI GERHARD WILLEM PIERSON London Road, Bozeat, Wellingborough Northamptonshire, NN9 7JR, England B/B-11397 Vakuum-Bandfilter Patentansprüche

1.) Vakuum-Bandfilter mit einem endlosen Band, das zum Durchlauf durch eine Zufuhrstation, an welcher Brei zur Filtration auf seine obere Fläche zugeführt wird, und von dort über eine oder eine Reihe von Vakuumkammern geführt ist, und mit Vorschubeinrichtungen zum Vorschub des Bandes in der Art, daß aufeinanderfolgende Bereiche des Bandes dem Vakuum ausgesetzt werden, um darauf Filterkuchen aus dem Brei abzulagern, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumkammer oder wenigstens eine erste Vakuumkammer und ein darüber liegender Vakuumabschnitt des Bandes in Richtung der Bewegung des Bandes in einem Winkel von 4° bis 20 zur Horizontalen aufwärts geneigt sind.

2. Vakuuiti-Bandfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel 8° zur Horizontalen beträgt.

3. Vakuum-Bandfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß über der Vakuumkammer oder der ersten der Vakuumkammern eine Behälterstruktur angeordnet ist, welche den Brei auf dem Band hält, während er dem Vakuum ausgesetzt ist.

4. Vakuum-Bandfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrstation, die eine Einrichtung zur Zufuhr von Brei zu einem Zufuhrabschnitt des Bandes aufweist, ein über der Vakuumkammer oder der ersten der Vakuumkammern gehaltenes Zufuhrrohr umfaßt, damit der Brei in den durch die Behälterstruktur begrenzten Raum strömt.

5. Vakuum-Bandfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufuhrabschnitt zum Vakuumabschnitt des Bandes hin nach unten geneigt ist.

6. Vakuum-Bandfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Band intermittierend bewegt.

7. Vakuum-Bandfilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubeinrichtung, welche das Band schrittweise bewegt, eine Einrichtung zur aufeinanderfolgenden Vergrößerung und Verkleinerung des Ausmaßes einer Einbuchtung in einer Rücklaufstrecke des Bandes umfaßt, sowie in einer Richtung arbeitende Einrichtungen, die es dem Band gestatten sich nur in einer Richtung zu bewegen, sowie eine Spannvorrichtung, die das Band unter Zugspannung hält.

8. Vakuum-Bandf iltei nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur aufeinanderfolgenden Vergrößerung und Verkleinerung des Aussähe? der Einbuchtung in der Rückkehrstrecke des Bandes eine durch ^rrüe getragene Vorschubrolle umfaßt, die um eine Achse schwenkbar ist, welche von einer Schv/enkroJ Ie gebildet ist- sowie einem pneumatischen oder andersartigen Druckkolben zum Schwenken der Arme.

9, Vakuum-Bandfilter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

daß die Spannvorrichtung ehw Spannrolle im Rücklaufzweig des Bandes aufweist, und daß die Gpanr; rolle unter dem Einfluß ihres Eigengewichts ;..ufv/Mrt5 und abwärts gleiten kann.

10. Vakuum-Bandfilter nach einsn der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,, daß nach der Vakuumkammer oder den Vakuuinkaitunern ein Kornpressionsabschnitfc vorgesehen ist, in welchem das Band und ein darauf befindlicher Filterkuchen einem Druck ausgesetzt werden, um davon Flüssigkeit herauszudrücken .

11. Vakuum-Bandfilter nach Anspruch 1O, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressionsabschnitt eine untere Druckplatte mit einer expandierbaren Membran umfaßt, die aufwärts zu einer oberen feststehenden Gegenplatte expardierbar und dagegen anpressbar ist.