DE3341666A1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen filtern feststoffbeladener fluessigkeiten - Google Patents

Vorrichtung zum kontinuierlichen filtern feststoffbeladener fluessigkeiten

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DE3341666A1 DE19833341666 DE3341666A DE3341666A1 DE 3341666 A1 DE3341666 A1 DE 3341666A1 DE 19833341666 DE19833341666 DE 19833341666 DE 3341666 A DE3341666 A DE 3341666A DE 3341666 A1 DE3341666 A1 DE 3341666A1
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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen
  • Filtern feststoffbeladener Flüssigkeiten in einem senkrecht ausgerichteten Zylinderbehälter mit einem in diesem zu dessen Mantelwand im Abstand angeordneten zylindrischen Siebeinsatz, in welchem ein mit zur Siebfläche parallel verlaufenden Schabern oder Bürsten versehenes motorangetriebenes Gestell drehbar gelagert ist, und mit einem dem Zylinderbehälter nachgeschalteten, in Absetzrichtung sich trichterförmig verjüngenden Schlammfang, wobei die Förderleitung für die zu filternde Flüssigkeit stirnseitig an den Zylinderbehälter angeschlossen ist und die Leitung zum Abführen des Filtrats von dem Raum zwischen dem Siebeinsatz und dem Zylinderbehälter ausgeht.
  • Derartige Vorrichtungen müssen, sollen sie für eine Mehrzahl von Anwendungsfällen mit unterschiedlichen Randbedingungen einsetzbar sein, säure- und laugenbeständig sowie in der Lage sein, Drücke von 5 bis 8 bar aufzunehmen und Flüssigkeiten durchzusetzen, die Temperaturen von 1200 C haben können.
  • Die bekannten Vorrichtungen dieser Art erfüllen diese Anforderungen nicht. Insbesondere weisen sie erhebliche Abdichtungsmängel auf. Überdies besitzen sie kein Belüftungsventil, sondern lediglich ein Entlüftungsventil, das zudem noch von Hand betätigt werden muß. Aufgrund dieser Mängel entstehen innerhalb des Filters unzulängliche Druckverhältnisse, welche zu unbefriedigenden Filtrationsergebnissen führen. Bei Anschwemmfiltern ergibt sich dann, wenn der Druck im Siebinnenraum kleiner wird als der Druck in dem Raum zwischen dem Siebeinsatz und dem Zylinderbehälter, der schwerwiegende Nachteil, daß die die Filtration erheblich unterstützende Anschwemmschicht, die sich auf der Filterfläche abgesetzt hat, wieder abfällt. Außerdem sind bisher relativ dickwandige Siebeinsätze verwendet worden, deren enge, röhrenförmige Siebdurchgänge sich leicht zusetzen und dadurch die ihnen zukommende Funktion nicht mehr erfüllen können. Andererseits hat sich bei Durchlauffiltern gezeigt, daß sich bei Verwendung dünnwandiger Siebeinsätze aufgrund mangelnder Materialstabilität napfförmige Vertiefungen bilden, die von den vorbeistreichenden Bürsten nicht gründlich genug gesäubert werden und deshalb ebenfalls leicht verstopfen.
  • Schließlich ist bei den bekannten Filtern ein Entschlammen während des Filtervorganges nicht möglich. Vielmehr muß der Filterprozeß unterbrochen werden, ehe sich der Schlamm entnehmen läßt. Dabei muß der Zylinderbehälter vor dem Betätigen der Schlammklappe an seiner Auslaufseite von Hand geschlossen und nach erfolgter Schlammentsorgung manuell wieder geöffnet werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kontinuierlich arbeitende Filtervorrichtung zu schaffen, die bedarfsweise als Durchlauffilter oder als Anschwemmfilter verwendbar ist und sich möglichst zu allen in Gewerbe und Industrie gebräuchlichen Filtrationszwecken heranziehen läßt. Außerdem sollte sie einfach zu bedienen und leicht zu reinigen sein.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
  • Die zuverlässige Funktionstüchtigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vor allem auf die besondere Ausbildung des Siebe in satzes zurückzuführen. Das innenliegende feinmaschige Sieb weist eine geringe Dicke auf, so daß die Sieblöcher keine verstopfungsträchtigen Röhren bilden. Dieses Sieb kann hinsichtlich der Maschenweite genau auf die Größe der Verunreinigungspartikel der Trübe sowie auf die Konsistenz und den gewünschten Reinigungsgrad der Flüssigkeit abgestellt werden. Das in Filterstromrichtung hinter dem feinmaschigen Sieb angeordnete grobmaschige Metallgewebe dient als Stütze für das Sieb, so daß dieses auch bei einem hohen Strömungsdruck von beispielsweise 5 bar nicht beschädigt oder zerstört wird. Das Stützgewebe hat aufgrund seiner welligen Oberflächenstruktur eine linienförmige Berührung mit dem feinmaschigen Sieb und setzt dem das Sieb durchsetzenden Flüssigkeitsstrom hohen Druckes praktisch keinen nennenswerten Widerstand entgegen, so daß eine Verstopfung der Sieblöcher völlig ausgeschaltet ist. Das feinmaschige Sieb kann eine Maschenweite von 0,025 bis 0,5 mm aufweisen, während sich bei dem Stützgewebe eine Maschenweite von etwa 4 mm als optimal erwiesen hat.
  • Erfindungsgemäß ist in dem Raum zwischen dem Zylinderbehälter und dem Siebeinsatz vor der Abflußöffnung der Filtratableitung ein Leitblech angeordnet. Dadurch ist in vorteilhafter Weise erreicht, daß in diesem Bereich gegenüber der übrigen Filterfläche keine ungünstigeren Druck- und Strömungsverhältnisse entstehen, die die Qualität des Filtrates beeinträchtigen könnten. Vielmehr werden die angeförderten trüben Flüssigkeiten auf die gesamte Filterfläche gleichmäßig verteilt und einem konstanten Druck ausgesetzt.
  • Gleich von Beginn des Filterprozesses an, wenn sich der Zylinderbehälter gänzlich mit Trübe füllt, sorgt das erfindungsgemäß eingesetzte Be- und Entlüftungsventil für die totale Entlüftung bis zum obersten Behälterpunkt, so daß sich ein kontinuierlicher Arbeitsdruck aufbauen kann.
  • Bei amorphen Trübstoffen, die komprimieren, läßt sich mittels der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung eine Anschwemmfilterung durchführen. Beim Filtern dieser Trüben und solcher, die Schwebstoffe enthalten, wird vor Prozeßbeginn in die Vorrichtung Kieselgur eindosiert oder eine Ausflockung durchgeführt, wodurch die vorgenannten Stoffe gebunden werden.
  • Das im Siebinnenraum untergebrachte Gestell wird während des Filterns ständig in Rotation gehalten, so daß dessen im Abstand an der Siebwand vorbeigleitende Schaber die auf dem Sieb sich absetzende Schmutz schicht nur bis zu der eingestellten Dicke anwachsen lassen, wodurch die Filterbedingungen konstant gehalten werden und ein Filtrat gleichbeibender Qualität erzeugt wird.
  • Weiterhin zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung durch eine maschinell betreibbare Schlammentsorgung aus, die ohne Unterbrechung des Filterprozesses durchführbar ist. Zu diesem Zweck löst ein elektronisch, optisch oder mechanisch ansprechender Niveautaster, der im oberen Bereich des Schlammfangs angeordnet ist, eine Umkehr der Motorlaufrichtung aus, wodurch das Einkuppeln der mit der Schlammaustragschnecke versehenen Spindel herbeigeführt wird. Bereits eine geringe Anzahl von Spindelumdrehungen reicht aus, um den mehr oder weniger randgefüllten Schlammfang bis auf einen notwendigen Bodensatz zu entleeren, welcher den Filterbehälter auch während des Entschlammens nach außen luftdicht abschließt. Sodann wird der Motor umgepolt, so daß er wieder in der ursprünglichen Drehrichtung läuft, in welcher das Gestell mit den Schabern oder Bürsten angetrieben wird.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch verwirklicht, daß das Schlammaustragrohr eine Querschnittsverengung aufweist, welche zur Aufrechterhaltung des Arbeitsdruckes während der Schlammentsorgung beiträgt.
  • Schließlich besteht der endseitige Rohrabschnitt des Schlammaustragrohres aus wasserdurchlässigem Material wie Sintermetall, wodurch in vorteilhafter Weise erreicht ist, daß eine ständige Schlammentwässerung erfolgt, die einen stichfesten, deponiefähigen Schlamm entstehen läßt.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet es, für verschiedene Filtrationszwecke Siebeinsätze mit Sieben verschiedener Maschenweite einzusetzen sowie die Breite des Spaltes zwischen Feinsieb und Schabern zu verändern.
  • Mittels dieser neuen Vorrichtung können auch solche Flüssigkeiten gefiltert werden, deren Verunreinigungspartikel aus Schwimmstoffen bestehen. Dies ist dann möglich, wenn die gesamte Vorrichtung aus ihrer normalen Arbeitsstellung, in welcher der Schlammfang unterhalb des den Siebeinsatz enthaltenden Zylinderbehälters angeordnet ist, in eine um 180 Grad gedrehte Raumlage gebracht ist, wobei bis auf das Be- und Entlüftungsventil, welches in diesem Fall seinen Sitz am oberen Ende des umgekehrt angeordneten Schlammfangs erhält, alle übrigen Bestandteile der Vorrichtung ihre gegenseitige Zuordnung beibehalten.
  • Die Vorrichtung gemäß der Erfindung läßt sich beispielsweise bei der Filtration von Rückspülflüssigkeit in Ionenaustauscher-Anlagen oder als Filtrationsvorstufe in chemischen Verfahren einsetzen.
  • Sie kann gleichermaßen zum Entfernen von Metallspänen aus Kühlflüssigkeiten wie zur Mostfiltration herangezogen werden. Weitere Einsatzgebiete sind die Textil- und Papierindustrie sowie die Leder verarbeitende und die Abwasser produzierende Industrie.
  • -Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung in verkleinertem Maßstab dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer Darstellung im Längsschnitt und Fig. 2 einen Teil der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in perspektivischer Darstellung.
  • Die erfindungsgemäße Filtervorrichtung besitzt einen senkrecht angeordneten Zylinderbehälter 1, der an der oberen Stirnseite mit einer Deckplatte 2 verschlossen ist. Die Deckplatte 2 enthält eine Öffnung 3, an welche eine Förderleitung 4 für die zu filternde Trübe angeschlossen ist. Außerdem dient sie als Träger für einen Antriebsmotor 6 mit einer den Behälterinnenraum axial durchsetzenden Welle 7. Auf der Welle 7 ist ein Gestell 8 mit zwei zur Behälterwand parallel verlaufenden Schabern 9 befestigt.
  • In dem Zylinderbehälter 1 befindet sich ein auswechselbarer Siebeinsatz 12, dessen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Zylinderbehälters 1 ist, so daß zwischen diesen beiden Teilen ein umlaufender Hohlraum 10 gebildet ist. Der Spalt 11 zwischen dem Siebeinsatz 12 und den Schabern 9 ist dank deren radial verschiebbaren Lagerung auf die für den jeweiligen Filtrationszweck erforderliche Breite b einstellbar.
  • Der Siebeinsatz 12 ist doppelwandig; seine Innenwand besteht aus einem feinmaschigen metallenen Filtergewebe 13, welches mit einem grobmaschigen metallenen Stützgewebe 14 verbunden ist. Bei dem Stützgewebe 14 sind die Längsdrähte 35 auf der dem Filtergewebe 13 zugewandten Seite jeweils über mehrere Querdrähte 36 flottierend geführt. Dagegen sind bei dem Filtergewebe 13 die Querdrähte 38 beschickungsseitig, also auf der den Schabern 9 zugekehrten Seite jeweils über mehrere Längsdrähte 37 flottierend geführt. Der Siebeinsatz 12 ist an seinen beiden Enden in je einen U-förmigen metallenen Ring 15 eingelassen, zwischen dessen nach außen gerichteten Flanschen 16 ein Dichtungsring 17 gehalten ist. Als Dichtungsring 17 wird vorteilhafterweise ein dickwandiger Schlauch aus gummielastischem, säure- und hitzebeständigem Material wie Polytetrafluoräthylen (PTFE) eingesetzt. Der Innenraum des Siebeinsatzes 12 steht mit einem auf der Deckplatte 2 angeordneten Be- und Entlüftungsventil 5 in Verbindung.
  • Das Einführen und Herausnehmen des Siebeinsatzes 12 erfolgt durch die unabgedeckte untere Öffnung des Zylinderbehälters 1. Der in den Zylinderbehälter 1 eingeschobene Siebeinsatz 12 legt sich mit den beiden Dichtungsringen 17 an je einen an der Behälterinnenwand angeordneten geschliffenen Flachmetallring 18 stramm an, so daß der Hohlraum 10 gegen den Siebinnenraum hermetisch abgeriegelt ist. Die Flachmetallringe 18 sind mit schrägen Anlaufflächen 19 versehen, die das Aufschieben des Siebeinsatzes 12 erleichtern.
  • In der Mantelwand des Zylinderbehälters 1 befindet sich eine Abflußöffnung 20, an welche eine Filtratableitung 21 angeschlossen ist. Die Abflußöffnung 20 ist innerhalb des Hohlraumes 10 durch ein Leitblech 22 abgeschirmt.
  • An die offene untere Stirnseite des Zylinderbehälters 1 ist ein nach unten sich trichterförmig verjüngender Schlammfang 23 angeschlossen, der seinerseits in ein Schlammaustragrohr 24 übergeht.
  • Das Schlammaustragrohr 24 besteht aus einem an den Schlammfang 23 sich anschließenden Rohrabschnitt 25 und einem diesem nachgeordneten endseitigen Rohrabschnitt 26 kleineren Querschnitts. Der Rohrabschnitt 26 weist an seinem freien Ende einen Schieber 27 auf.
  • In den Schlammfang 23 und den Rohrabschnitt 25 ragt eine axial angeordnete Spindel 28 hinein, die über eine drehrichtungsabhängige Kupplung 29 mit der Welle 7 des Antriebsmotors 6 verbunden ist.
  • Die Spindel 28 trägt zwei zur trichterförmigen Wand des Schlammfangs 23 parallel angeordnete Kratzschaufeln 30 und ist in ihrem das Schlammaustragrohr 24 durchsetzenden Teil als Förderschnecke 31 ausgebildet.
  • Der Schlammfang 23 ist an seinem oberen Rand klappenartig mit dem Zylinderbehälter 1 verbunden und gegenüber diesem durch Klammerflanschschrauben 32 lösbar verriegelt. Im oberen Teil des Schlammfangs 23 befindet sich innenseitig ein elektronisch, optisch oder mechanisch ansprechender, die Rotation der Spindel 28 auslösender Niveautaster 33.
  • Am oberen Innenrand des Schlammfangs 23 ist ein über die Öffnungsebene nach oben hinausragendes Stützglied 34 angebracht, welches axial verstellbar ist und als Träger für den von unten in den Zylinderbehälter 1 einzubringenden Siebeinsatz 12 dient. Beim Einspeisen der Trübe aus der Förderleitung 4 durch die Öffnung 3 der Deckplatte 2 in den Zylinderbehälter 1 findet über das selbsttätig arbeitende Ventil 5 eine ständige Entlüftung des Behälters statt, so daß der sich anfangs aufbauende Betriebsdruck für die Dauer des gesamten Filterprozesses aufrechterhalten bleibt. Bei einer Anschwemmfilterung sorgen die Schaber 9 des durch den Antriebsmotor 6 in Rotation versetzten Gestells 8 dafür, daß die auf dem Filtergewebe 13 sich absetzende Anschwemmschicht nicht stärker wird, als es der zuvor eingestellten Breite b des Spaltes 11 entspricht.

Claims (16)

  1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Filtern feststoffbeladener Flüssigkeiten Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Filtern feststoffbeladener Flüssigkeiten in einem senkrecht ausgerichteten Zylinderbehälter mit einem in diesem zu dessen Mantelwand im Abstand angeordneten zylindrischen Siebeinsatz, in welchem ein mit zur Siebfläche parallel verlaufenden Schabern oder Bürsten versehenes motorangetriebenes Gestell drehbar gelagert ist, und mit einem dem Zylinderbehälter nachgeschalteten, in Absetzrichtung sich trichterförmig verjüngenden Schlammfang, wobei die Förderleitung für die zu filternde Flüssigkeit stirnseitig an den Zylinderbehälter angeschlossen ist und die Leitung zum Abführen des Filtrats von dem Raum zwischen dem Siebeinsatz und dem Zylinderbehälter ausgeht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß - an ihrer oberen Stirnseite ein selbsttätig arbeitendes Be- und Entlüftungsventil (5) angeordnet ist, - der Siebeinsatz (12) doppelwandig ist, wobei die Außenwand aus einem grobmaschigen Stützgewebe (14) und die Innenwand aus einem feinmaschigen Filtergewebe (13) besteht, - die Breite (b) des Spaltes (11) zwischen den freien Längsrändern der Schaber (9) oder Bürsten und der Innenwand des Siebeinsatzes (12) einstellbar ist und - der Schlammfang (23) eine ihn axial durchsetzende, mit der Antriebswelle (7) des Gestells (8) fluchtende und mit dieser in Wirkverbindung bringbare Spindel (28) aufweist, welche mindestens zwei zur trichterförmigen Wand des Schlammfangs (23) parallel angeordnete Kratzschaufeln (30) trägt und in ihrem in das Schlammaustragrohr (24) hineinreichenden Teil als Förderschnecke (31) ausgebildet ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (6), die Zuflußöffnung (3) für die Trübe sowie das Be- und Entlüftungsventil (5) am oberen Stirnende des Zylinderbehälters (1) und der Schlammfang (23) unterhalb desselben angeordnet sind.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits der mit seinem Schlammaustragrohr (24) nach oben weisende Schlammfang (23) oberhalb des Zylinderbehälters (1) und das Be- und Entlüftungsventil (5) am oberen Ende des Schlammfangs und andererseits der Antriebsmotor (6) und die Zuflußöffnung (3) für die Trübe am unteren Stirnende des Zylinderbehälters angeordnet sind.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrecht verlaufenden Längsdrähte (35) des Stützgewebes (14) auf der dem Filtergewebe (13) zugewandten Seite jeweils über mehrere Querdrähte (36) flottierend geführt sind.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die waagerecht verlaufenden Querdrähte (38) des Filtergewebes (13) beschickungsseitig jeweils über mehrere Längsdrähte (37) flottierend geführt sind.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebeinsatz (12) an seinen beiden Enden in je einen U-förmigen Ring (15) eingelassen ist, zwischen dessen nach außen gerichteten Flanschen (16) ein Dichtungsring (17) gehalten ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (17) als Schlauch ausgebildet ist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Mantelinnenseite des Zylinderbehälters (1) im Bereich der Stirnenden je ein umlaufender, mit Anlaufflächen (19) versehener Flachmetallring (18) angeordnet ist, an welchem der zugeordnete Dichtungsring (17) des in Arbeitsstellung befindlichen Siebeinsatzes (12) mit Dichtungsdruck anliegt.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Raum (10) zwischen dem Zylinderbehälter (1) und dem Siebeinsatz (12) vor der Abflußöffnung (20) der Filtratableitung (21) ein Leitblech (22) angeordnet ist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlammaustragrohr (24) des Schlammfangs (23) aus zwei Rohrabschnitten (25,26) besteht, von denen der die Förderschnecke (31) umgebende Rohrabschnitt (25) in Austragrichtung in einen endseitigen Rohrabschnitt (26) kleineren Querschnitts übergeht.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der endseitige Rohrabschnitt (26) aus wasserdurchlässigem Material wie Sintermetall besteht.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (28) durch eine drehrichtungsabhängige Kupplung (29) mit der Antriebswelle (7) des Gestells (8) verbunden ist, wobei die Einkupplung bei der der Arbeitsdrehrichtung des Gestells entgegengesetzten Laufrichtung der Antriebswelle erfolgt.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlammfang (23) mit dem Zylinderbehälter (1) klappenartig verbunden und durch Klammerflanschschrauben (32) lösbar verriegelt ist.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Bereich des Schlammfangs (23) ein elektronisch, optisch oder mechanisch ansprechender, die Rotation der Spindel (28) auslösender Niveautaster (33) angeordnet ist.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum des Schlammfangs (23) ein zu dessen Längsachse parallel verlaufendes, axial verstellbares Stützglied (34) angeordnet ist, das als Träger für den von unten in den Zylinderbehälter (1) einzubringenden Siebeinsatz (12) dient.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (34) aus einer Stellschraube besteht.
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