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Druck-Band-Filter, insbesondere zur
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Entwässerung von Feinkohle Die Erfindung etrlft ein pneumatisches
Druck-Band-Filter, insbesondere zur Entwässerung von Feinkohle, mit einem F tterb#t#d,
das diskontinuierlich einen Druckbehälter durchläuft, der beidseitig bewegliche
Abdicht-Vorrichtungen aufweist.
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Pneumatische Druck-Band-Filter sind seit längerem bekannt.
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Bei den bekannten pneumatischen Druck-Band-Filtern sind die Filtratkammer
und die Tiübekammer in der Regel in einem jochartigen Rahmen angeordnet, und mindestens
eine der beiden Kammern ist über mechanische oder hydraulische Verstellglieder gegen
Dichtflächen der jeweiligen anderen Kammer anpreßbar. Dieser Aufbau einer Filter-Vorrichtung
ist relativ aufwendig.
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Eine vereinfachte Lösung ist aus der DE-OS 20 62 345 bekannt, bei
der Filtratkammer und Trübekammer aufkippbar über eine Achse miteinander verbunden
sind, die als Schwenkachse dient. Auch diese Vorrichtung ist noch relativ aufwendig
und erfordert insbesondere bei hohen Drücken große Wandstärken, Versteifungsrippen
etc., die zu einem sehr schweren Gesamtaufbau führen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druck-Band-Filter anzugeben,
das besonders einfach und leicht ausgebildet ist. Es soll trotzdem mit hohen Drücken
betrieben werden können.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Druckbehälter des Druck-Band-Filters
als waagerechtes Rohr mit rechteckigen Austrittsöffnungen für das Filterband ausgebildet
ist.
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Durch eine rohrförmige Ausbildung ist der Druckbehälter bezüglich
der Spannungsverteilung besonders günstig ausgebildet, so daß er die geringstmögliche
Wandstärke aufweisen kann. Außerdem ist die Herstellung des Druckbehälters besonders
einfach.
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Durch rechteckige Austrittsöffnungen für das Filterband werden die
Austrittsöffnungen vorteilhaft lein gehalten, so ergeben sich auch kleine Verschlußkräfte
wänieno des Filter-Vorganges. Insgesamt ergibt sich eine für ein pneumatisches Druck-Band-Filter
bisher unerreichte leichte und einfache Ausführung.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Rohrdurchmesser
zwischen 50 und 150 cm, insbesondere zwischen 80 und 120 cm, beträgt. Der Bereich
zwischen 50 und 150 cm ist für die angestrebten Arbeitsdrücke von 2-6 bar bezüglich
des Gewichts je cm2 Filterfläche besonders günstig, wobei der Bereich zwischen 80
und 120 cm eine Optimierung bezüglich des Drucks, des Cesamtgewichts der Vorrichtung
und der Filterfläche ergibt. Für eine Bauausführung ist speziell der Durchmesser
1 m und ein Arbeitsdruck von 4 bar vorgesehen. Die Druckluft kann also den normalen
Druckluftnetzen entnommen werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dad das Filterband
als gelochtes Blechband ausgebildet ist. Bei
den bekannten Filterbändern
aus Gewebe - sei es Kunststoff - oder sei es Metall gewebe - ist ein sehr starker
Schließdruck notwendig, um die zwischen den einzelnen Fäden vorhandenen freien Querschnitte
zu versch1ie#en.
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Bei einem gelochten Metallband ist dagegen vorteilhaft zwischen den
einzelnen Löchern ein Sperrquerschnitt vorhanden. Die aufzuwendende Schließkraft
kann daher erheblich verringert werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Blechband
Roten ohne Filtrat-Durchtrittsöffnungen aufweist, oesen Abstand dem Abstand der
Abdichtnrrichtungen entspricht. So ist es vorteilhaft möglich, das Band auf einer
völlig glatten Metall-Oberfläche abzudichten. Dies führt zu einer gut beherrschbaren,
problemlosen Abdichtung. Des weiteren ist eine leichte und gute Reinigung des Abdichtbereiches
möglich. Einzige Voraussetzung ist, daß die Bandlänge einem Mehrfachen des Abstandes
der Abdicht-Vorrichtungen entspricht. Dies ist eine einfache konstruktive Maßnahme.
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In weiterer husgestaltuny der Erfindung ist vorgesehen, daS die untere
Hälfte des Druckbehälters ausgefüllt ist, wobei die Ausfüllung Filtrat-Leit- und
Sammel-Vorrichtungen aufweist. So ergibt sich ein besonders günstiges Abstützen
des Filterbandes mit einer gleichmäßigen Verteilung der auftretenden Kräfte auf
den Druckbehälter. Eine Brückenkonstruktion zum Abfangen der auftretenden Kräfte,
die bei höheren Drücken aufwendig ist, entfällt.
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Es ist weiterhin vorgesehen, daß auf der Oberseite der Ausfüllung
ein Spaltsieb angeordnet ist. So ergibt sich eine großflächige Auflage des Filterbandes
mit ungehindertem Druchtritt des Filtrats in die Filtrat-Leit-und Semmel-Vorrichtungen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Abdicht-Vorrichtungen
kissenartig ausgebildet sind und insbesondere aus Weichgummi mit einem Stahlträger
bestehen.
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Durch eine kissenartige Ausbildung der Abdicht-Vorrichtungen ergibt
sich vorteilhaft, daß die Dichtflächen auch beim Vorliegen von Oberflächen-Unebenheiten
ihre Funktion nicht verlieren. Der Weichgummi paßt sich den Unebenheiten an. Auch
nicht vollständig entfernte Körner o.ä. stören nicht, da durch die Kissenform noch
genügend Abdichtfläche für eine einwandfreie Abdichtung zur Verfügung steht. Der
Stahlträger sorgt dabei für die notwendige Stabilität der Dichtkissen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dad die Abdicht-Vorrichtungen
eine Innen-Lippe aufweisen. Eine Innen-Lippe verstärkt vorteilhaft automatisch die
Abdichtwirkung mit steigendem Druck, so daß insgesamt die Abdicht-Vorrichtungen
leichter ausgeführt werden können.
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Die Lippe weist dabei vorteilhaft eine relativ geringe Breite auf,
so daß sie leicht aus dem Filterkuchen herausgezogen oder herausgeschwenkt werden
kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Filterband
zwei Transport- und Umlenkrollen aufweist, die durch innen liegende Motore, insbesondere
Bremsmotore, angetrieben werden. So ergibt sich eine besonders kompakte Ausführung
des Bandantriebs, die bei der Verwendung von Bremsmotoren auch für eine exakte Positionierung
des Filterbandes in Bezug auf die Abdichtzonen sorgen kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dabei vorgesehen, daß
die Transport- und Umlenkrollen beweglich, insbesondere heb- und senkbar ausgebildet
sind. Durch eine bewegliche, insbesondere heb- und senkbare Ausbildung der
Umlenkrollen
ist es möglich, das Filterband r-dc#1 Beendigung des Filter-Vorganges anzuheben,
so daß die Reibung zwischen dem Filterband und seiner Auflage erheblich verringert
bzw.
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vollständiy beseitigt wird. So wird die Lebensdauer des Filterbandes
erheblich erhöht. Das Heben und Senken des Fi lterballdes kann dabei durch gesonderte
Hub-Elemente, aber auch durch die Ausnutzung des Drehmomentes beim Anfahren des
Bandtransportes erreicht werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Filterband
als Stahl-Gewebeband mit durchgehenden Bandkanten ausgebildet ist. Durch durchgehende
Bandkanten wird eine gute seitliche Führung und Abdichtung ermöglicht.
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C# wird der Filter-Vorgang weiter verbessert.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß auf das
Filterband ein Vliesband aufgelegt ist. Durch ein aufgelegte Vliesband kann eine
weitere Verbesserung der Filtration erfolgen. Es wird insbesondere verwendet, wenn
das erfindungsgem.äße Filter nicht für die Filtration von Kohle, sondern zum Beispiel
im Lebensmittelbereich eingesetzt wird. Das Vliesband wird dabei nicht endlos ausgeführt,
sondern läuft von einer Vorratsrolle ab.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Abdicht-Vorrichtungen
Hebel-Betätigungen aufweisen und daß die Bewegungsrichtung der Abdicht-Vorrichtungen
gegenüber dem Filterband vorzugsweise zwischen 20 und 45°, insbesondere jedoch 30
- 400, beträgt. Diese Flewegungsrichtung der Abdicht-Vorrichtungen erlaubt bei einer
Hebel-Betätigung eine besonders günstige Verteilung der Anpreßkraft zwischen dem
Filterband und der freien Dichtfiäche. So wird für eine einwandfreie Abdichtung
tleidei Bereiche gesorgt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Druckbehälter
durch ein Trennblech unter dem Filterbarld und Spaltsieb in einen Arbeitsraum und
einen Stützraum abgeteilt ist, und daß der Sttzrum unter dem llenrlblech zur Druckübertragung
von einer Flüssigkeit ausgefüllt ist.
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Durch diese erfindungsgemäße Ausführung wird sehr vorteilhaft eine
stabile Abstützung des Filterbandes und Spaltsiebes in besonders einfacher Weise
erreicht, die jederzeit bei Reparatur- und Wartungsarbeiten durch einfaches Ablassen
der Stützflüssigkeit schnell aufgehoben und wieder hergestellt werden kann. Auf
diese Weise wird auch eine leichte Zugänglichkeit des Stützraumes gewährleistet.
Insbesondere wird durch die Verwendung einer Flüssigkeit als Stützmedium eine gleichmäßige
allseitige Druckverteilung auf die Innenwandungen des rucnhälters erreicht.
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Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist der Stützraum durch ein
Ausgleichs-Druckrohr, das eine Füllstandshöhenanzeige besitzt, mit der Druckluftzufuhrleitung
für den Arbeitsraum verbunden.
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Dadurch, daß der Stützraum mit einem Entlüftungsventil und einem Ausgleichsrohr
versehen ist, kann sehr vorteilhaft oberhalb und unterhalb des Trennbleches ein
vorbestimmter gleichmäßiger Druck aufgebracht und aufrecht erhalten werden. Desweiteren
ermöglicht die Füllstandshöhenanzeige im Druckausgleichsrohr eine einfache Kontrolle
des Stützflüssigkeitsstandes unterhalb des Trennbieches.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist für Druckfilter, insbesondere
mit großen Abmessungen, vorgesehen, daß der obere Arbeitsraum eine Zwischendecke
aufweist, wobei der dadurch entstandene Hohlraume mit der Druckluftzufuhrleitung
für den Arbeitsraum in Verbindung
steht. Dadurch wird bei gleicher
Filterfläche das Volumen des Arbeitsraumes vorteilhaft verkleinert, so daß der Druckaufbau
im verbleibenden Arbeitsraum und der Filtervorgang schneller ablaufen können und
das Verfahren wirtschaftlicher durchzuführen ist. Durch diese Maßnahme ändert sich
die vorteilhafte reine Zugbeanspruchung im Zylindermantel nicht.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen. daß das erfindungsgemäße
Filter eine automatische Taktsteuerung aufweist. Hierdurch wird die Funktion des
Filters unabhängig von einer manuellen Bedienung. Die optimale Arbeitsgeschwindigkeit
kann ständig eingehalten werden.
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Schließlich ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß mehrere
Einzel-Filter zu einer Filter-Einheit tjsammengefat3t sind. Durch das Zusammenfassen
von mehreren Einzel-Filtern zu einer Filter-Einheit ist es möglich, durch eine Anordnung
übereinander die Aufstellungs Grundfläche besser auszunutzen und - wenn zum Beispiel
eine Batterie von mehr als 3 Filtern verwendet wird - einen kontinuierlichen Cesamt-Filter-Vorgang
mit nur leichter Pulsation der Durchsatzmenge zu erreichen.
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So ergibt sich ein Arbeiten mit dem erfindungsgemäden Filter, das
bezüglich der Kontinuität des Ausbringens nur unerheblich von den bekannten Scheiben-
oder Trommel-Druck-Filtern unterschieden ist.
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Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert, aus denen
weitere vorteilhafte Einzelheiten entnehmbar sind.
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Im einzelnen zeigen:
Fig. 1 ein geschlossenes Druck-Band-Filter
im Länggschnitt mit festem Stützraum, Fig. 2 ein långsgeschnittenes Druck-Band-Filter
im Augenblick des Band-Transportes, Fig. 3 einen Querschnitt von der Mitte des Druck-Band-Filters,
Fig. 4 Die Hebel-Anordnung und Dichtkissen-Ausführung in schematischer Darstellung,
Fig. 5 ein geschlossenes Druck-Band-Filter im Längsschnitt mit hydraulischem Stützraum
und Fig. 6 einen Querschnitt des Druck-Band-Filters an der Stelle der Druckluftzufuhrleitung
gemäß Fig. 5 nach Linie AB.
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Fig. 1 zeigt das Druckbehälterrohr 1 mit dem Einlaßstutzen 2 für die
Druckluft und den Zulaufstutzen 3 für die zu filternde Suspension, zum Beispiel
Feinkohle, mit der angeschlossenen Verteil-Vorrichtung 4. In der Mitte des Druckbehälterrohres
1 befindet sich das Filterband 5, das auf einem Spaltsieb 6 aufliegt. Das Spaltsieb
6 stützt sich auf der Ausfüllung 7 ab, die schematisch angedeutete Filtrat-Leit-
und Abführorgane 8 und 9 aufweist Die Ausfüllung 7, die zur faltenfreien Auflage
des Filterbandes 5 nach oben gewölbt sein kann, besteht in dieser Ausführungsform
aus druckfestem Kunststoff, kann aber ebenso auch aus Zement oder einem porösen
keramischen Material bestehen. Das Filterband 5 wird durch die Trommeln 10 und 11
geführt und bewegt, die vorzugsweise als
Trommel-Motore ausgebildet
sind und in ihrem Inneren eine Brems-Vorrichtung aufweisen. Die Trommeln 10 und
11 sind vorzugsweise mit Gummi zur Schonung des Filterbandes und zur besseren Ubertragung
des Drehmomentes belegt. Eine Andruck-Vorrichtung 13 und/oder eine Hebe-Vorrichtung
14 sorgen für die benötigte Bandspannung und ein zur Minderung des Verschleißes
vorteilhaftes Anheben des Bandes während des Abwurf-Vorganges.
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Auf der Unterseite des Druckbehälterrohres 1 ist noch eine Band-Reinigungs-Vorrichtung
15 angeordnet, die als Brause-und/oder Bürst-Vorrichtung ausgebildet ist. Die Dichtkissen
17 und 18 weisen Klemmhebel 19 und 20 auf, die von t;ydr#ulik-Zylindern 21 und 22
betätigt werden. Die Dichtkissen 17 und 18 sind vorteilhaft zweiteilig ausgebildet
und bestehen aus Weichgummi von zum Beispiei einer Shore-Härte von 50, um eine Abdichtung
auch bei Band-Unebenheiterl, kleineren Verschmutzungen etc. zu erreichen.
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Die Hydraulik-Zylinder 21 und 22 werden ebenso wie die Trommel-Motore
der Trommeln 10 und 11 und die Absperr-Oryane für die Druckluft und die Suspension,
die Peinigungs-Vorrichtungen etc. elektrisch gesteuert. Zu diesem Zweck weist das
Filter eine nicht gezeigte Steuer-Einheit auf, die vorzugsweise aus elektronischen
Bausteinen besteht und der Einfachheit halber als Folgesteuerung ausgebildet ist.
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Im Entladezustand - entsprechend Fig. 2 - sind die Druckzylinder 21
und 22 eingefahren und die Dicht-Vorrichtungen *7, 18 geöffnet. Das Band -vorzugsweise
ist die Trommel 10 angehoben - wirft den gebildeten Filterkuchen 23 über die Trommel
10 ab.
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Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Ausfüllung 7 in ihrer Mitte einen
Filtrat-Sammler 24 aufweist, der das Filtrat vom Spaltsieb über die eingeformten
Kanäle 8 zur Filtrat-Ableitung 9 führt. Die Fiitrat-Sammei- und Leit-Vorrichtungen
sind durch diese Ausbildung vorteilhaft nach oben offen und einfach einformbar.
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In der schematischen Darstellung von Fig. 4 bezeichnet 25 den Stahlträger
oder -kern bzw. die Stahlumhüllung der Dichtkissen 26, die aus einer ca. 20 - 50
mm dicken Weichgummischicht bestehen. Die Ausbildung und die Lage des Anlenkpunktes
27 des Gestänges 28 sind dabei derart gewählt, daß der Anpreßwinkel des oberen Gummikissens
zwischen 250 und 450, insbesondere jedoch ca. 50, beträgt.
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Fig. 5 zeigt eine besondere ßauausführung des Druckbehälterrohres
1. Dieses wird durch ein Trennblech 29 in einen obenliegenden Arbeitsraum 30 und
einen untenliegenden Stützraum 31 aufgeteilt. Das herausnehmbare Spaltsieb 6 stützt
sich auf dem steifen Trennblech 29 ab, das so geformt ist, daß es Filtrat-Leit-
und -Sammel-Rinnen 8 aufweist, die in ein Filtrat-Ableitungsrohr 9 münden.
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Eine Zwischendecke 34 verringert das Volumen des Arbeitsraumes 30
bei gleichbleibender Filterfläche.
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In Fig. 6 wird deutlich, daß der flüssigkeitsgefüllte Stützraum 31
über ein Ausgleichs-Uruckrotlr 32, das eine Füllstandshöhenanzeige 33 für die Stützfiüssigkeit
besitzt, mit der Druckluftzufuhrleitung 2 verbunden ist, so daß beim Filtervorgang
die Druckbeaufschlagung des Arbeitsraumes 30 und des darunterliegenden Stützraumes
31 immer gleichzeitig und mit gleichem Druck aus gemeinsamer Druckluftzufuhrleitung
2 erfolgt. Der Hohlraum 35, der von einer Flüssigkeit ausgefüllt ist, ist ebenfalls
über eine
Druckausgleichsleitung 36, die auch mit einer Füllstandshöhenanzeige
ausgestattet sein kann, mit der Drucktuftzufuhrieitung 2 für den Arbeitsraum 30
verbunden.
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Die Flüssigkeit kann auch durch ein anderes Medium beziehungsweise
leichtgewichtiges druckfestes Material ersetzt werden. So ermöglicht die gleichmäBige
Verteilung der au ftretenderi Kräfte auch hei höheren Drücken eine besonders einfache
und leichte Ausbildung des Druck-Band-Filters mit relativ dünnen Wandstärken.
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Das erfindungsgemäße Druck-Band-Filter ist insbesondere für die Filtration
von Feinkohle gedacht. Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, können jedoch
auch andere Suspensionen, insbesondere Suspensionen mit sehr feinen Teilchen, gefiltert
werden, wie sie zum Beispiel bei der @rz-Aufbereitung oder bei der Lebensmittel-Herstellung
auftreten.
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Auch eine Beaufschlagung mit Dampf statt mit Druckluft zur Verbesserung
ei Kapillar-Entwässerung ist möglich. Hierbei ist besonders günstig, daß mit überhitztem
Dampf gearbeitet werden kann, der eine durchgreifende Erwärmung des Filterkuchens
auf über 100 °C ohne das Verbleiben von Kondensat im Filterkuchen erlaubt.