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Druckfilter mit schlauchförmigem, flexiblen, und
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umkehrbarem Filterelement Die vorliegende Erfindung betrifft einen
Druckfilter, bei dem das im wesentlichen aus einem schlauchförmig ausgebildeten
Filtertuch bestehende Filterelement von innen her mit einer zu filtrierenden Trübe
oder einer Suspension gespeist und nach erfolgtem Filtrieren strumpfartig umgekehrt
wird, so daß die am Filtertuch als Schicht zurückbleibenden Rückstände rasch und
leicht entfernt werden können. Ein Druckfilter dieser Bauart funktioniert bekanntlich
intermittierend und wird nach einschlägigem Sprachgebrauch als "pulsierender Filter"
bezeichnet.
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In bezug auf das Filtrieren von Trüben oder ähnlichen Suspensionen
sind insbesondere bei Verwendung intermittierend arbeitender Filter folgende technische
Erfordernisse wohlbekannt: - eine schubweise Trennung der in der Flüssigkeit aufgeschwemmten
festen Stoffe, - ein leichtes, rasches und vollständiges Entfernen der vom Filter
zurückgehaltenen festen Stoffe,
- eine hohe Filterleistung, bezogen
auf die in der Zeiteinheit filtrierte Trübenmenge.
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Diejenigen der zahlreichen, bisher für den vorgesehenen Zweck hergestellten
und eingesetzten Filtriervorrichtungen, die im Sinne der Erfüllung der vorstehend
genannten Erfordernisse einen anerkannten Erfolg erzielen, sind mit einem strumpfartig
umkehrbaren, schlauchförmigen Filterelement versehen.
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Um darüber hinaus den Grad der Trennung der Flüssigkeit von den in
ihr aufgeschwemmten festen Stoffen zu erhöhen, verfügen die bekannten Filtriervorrichtungen
über bauliche und funktionale Merkmale, die am Ende einer ersten Trübenfiltierphase
das Zentrifugieren der am schlauchförmigen Filterelement als Schicht anhaftenden
Rückstände ermöglichen.
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Nachteilig ist, daß der Grad der durch Zentrifugieren erreichten Trennung
der Flüssigkeit von den in ihr aufgeschwemmten festen Stoffen einerseits nicht die
erwarteten und erwünschten Werte erreicht, und daß andererseits die bekannten Vorrichtungen
infolge ihrer komplizierten Bau- und Wirkungsweise häufig gewartet und neu eingestellt
werden müssen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen pulsierend
arbeitenden Druckfilter des oben genannten Typs bereitzustellen, der im Vergleich
zu den Filtern gemäß dem Stand der Technik die Erzielung eines höheren Trennungsgrades
beim Ausfiltern der in der Flüssigkeit aufgeschwemmten festen Stoffe oder, wie in
der einschlägigen Technik generell definiert, eines höheren Auspressgrades der am
Filterelement haftenden Rückstände ermöglicht und der gleichzea
'teig
bauliche und funktionale Merkmale aufweist, die gegenüber denen gleichartiger, gemäß
dem Stand der Technik ausgeführter FiL-triervorrichtungen, bei denen das Auspressen
der Rückstände durch Zentrifugieren erfolgt, erheblich vereinfacht sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Druckfilter für das
Filtrieren von Trüben und ähnlichen Suspensionen, bei dem das Filterelement im wesentlichen
aus einem schlauchförmig ausgebildeten, strumpfartig umkehrbaren Filtertuch besteht,
dadurch gelöst, daß dieses Filterelement eine an den einander gegenüberliegenden
Enden verschlossene, in radialer Richtung elastisch verformbare und koaxial in das
Filterelement eingesetzte schlauchförmige Membran umfaßt. Filterelement und Membran
bilden hierbei eine ringförmige Kammer, in die über eine entsprechende Rohrleitung
die zu filtrierende Trübe eingeleitet wird, wobei mindestens eine weitere Rohrleitung
zum Einspeisen bzw. Ablassen eines druckbeaufschlagten flüssigen Mediums in die
bzw. aus der rohrförmigen Membran vorgesehen ist.
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Der wesentliche Vorteil, der mit einem erfindungsgemäß ausgeführten
Druckfilter erzielt wird, besteht darin, daß es durch Einleiten e;* nes mit Druck,
beispielsweise mit Druckluft, beaufschlagten flüsse gen Mediums in die schlauchförmige
Membran (die dadurch aufgebläht wird) möglich ist, Druck auf die am Filter als eine
geschlossene Schicht haftenden Rückstände auszuüben, wodurch diese Schicht einem
wirksamen Auspresseffekt ausgesetzt wird, der von gleichartigen Filtern beim gegenwärtigen
Stand der Technik nicht erreichbar ist.
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Ein weiterer, nicht unerheblicher Vorteil des erfindungsgemäß ausgeführten
Druckfilters liegt in den erheblich vereinfachten baulichen Merkmalen, die dieser
gegenüber den nach dem Stand der Technik hergestellten Filtern gleichen Typs aufweist.
In der Tat sind bei dem erfindungsgemäßen Druckfilter keine umlaufenden Teile vorgesehen
so daß darauf verzichtet werden kann, konstruktiv aufwendige und im Hinblick auf
das Filtrieren von Trüben oder ähnlichen Suspensionen
funktional
anfällige Kupplungen, Gelenke und/oder andere mechanische Verbindungsteile einzusetzen.
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Weitere Merkmale und damit verbundene Vorteile gehen aus der folgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen, pulsierenden Druckfilters
hervor, der in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist.
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Es zeigen: Fig. 1 die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Filters in der Arbeitsstellung 'lYu~imEiltrierung als Teilschnitt in der Seitenansicht,
Fig. 2 die Darstellung des Filters aus Fig. 1 in der Arbeitsstellung "Entfernung
der am Filter haftenden Rückstände" und Fig. 3 die Darstellung eines Einzelteiles
aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.
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In den Figuren ist das kastenförmig ausgebildete Gehäuse des erfindungsgemäßen,
pulsierenden Druckfilters insgesamt mit 1 bezeichnet, wobei das Gehäuse 1 mit herkömmlichen,
nicht abgebildeten Mitteln an einem schematisch dargestellten, mit 2 bezeichneten,
versetzt angeordneten, überstehenden Filterträger befestigt ist. Am freien Ende
dieses kastenförmigen Gehäuses 1 ist ein Ringflansch 3 vorgesehen, an dem mit herkömmlichen,
nicht abgebildeten Mitteln ein zylindrisches Kopfteil 4 mit gewölbtem Boden 4a abnehmbar
befestigt ist.
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An dem genannten Ringflansch 3 ist ein gelochter Korbeinsatz 5 angebracht,
der sich koaxial zum zylindrischen Kopfteil 4 erstreckt und sich zum gewölbten Boden
4a hin vorzugsweise verjüngt. Zwischen dem gelochten Korbeinsatz 5 und dem Kopfteil
4 entsteht somit ein Zwischenraum 6, der über eine Rohrleitung 7 mit der Außenseite
des Kopfteiles 4 in Verbindung steht.
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An der Innenwand des gelochten Korbeinsatzes 5 liegt ein nicht dargestelltes
Drahtsieb an.
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Mit 9 ist ein Schaft bezeichnet, der cntlang der Achse des zylindrischen
Kopfteiles 4 verläuft und mit herkömmlichen, nicht abgebledeten Mitteln im Innern
des kastenförmigen Gehäuses 1 befestigt ist. Der Schaft 9 ist axial verstellbar
und wird durch einen nicht abgebildeten Hydraulikzylinder betätigt. Im vorliegenden
Fall könnte der Schaft 9 sogar die Kolbenstange des Hydraulikzylinders darstellen.
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Eine kreisförmige Platte 10 ist abnehmbar am freien Ende des Schaftes
9 gegen das Kopfteil 4 hin montiert. An der Platte 10, und zwar an ihrer dem kastenförmigen
Gehäuse 1 zugewandten Seite, ist koaxial eine zweite, ringförmige Platte 11 montiert,
deren Außendurchmesser größer ist als der Durchmesser der Platte 10.
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In der ringförmigen Platte 11 ist eine Ringnut 12 zur Aufnahme eines
O-Rings 13 zum Abdichten des Ringflansches 3 gegen die mit Druck beaufschlagte Flüssigkeit
angebracht.
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Auf der Platte 10 ist ein zylindrischer Haubeneinsatz 14 koaxial u
zum gewölbten Boden 4a des Kopfteiles 4 hin verlaufend befestigt.
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freien Ende dieses zylindrischen Haubeneinsatzes 14 sind koaxial drei
abnehmbare, ringförmige, paketartig angeordnete Flansche 15, 16 und 17 vorgesehen.
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Die kreisförmige Platte 10 und der ringförmige Flansch 15 dienen als
Abstützung für einen Locheinsatz 18, der koaxial und außerhalb des Haubeneinsatzes
14 angeordnet ist, wobei zwischen diesen beiden Einsätzen ein Zwischenraum 19 entsteht,
der über die Rohrleitung 20 an ein mit Druck (beispielsweise Druckluft) beaufschlagtes
flüssiges Medium angeschlossen werden kann.
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Das Ende 21a einer vorzug-sweise aus Gummi mit entsprechender Stärke
und entsprechenden Elastizitätsmerkmalen hergestellten, rohrförmier Membran 21 ist
lösbar zwischen der kreisförmigen Platte 10 und der
ringförmigen
Platte 11 blockiert, während das andere Ende 21b in gleicher Weise lösbar zwischen
den vorgenannten Flanschen 15 und 16 blockiert ist. Die Membran 21 ist außerhalb
des Locheinsatzes 18 koaxial zu diesem montiert und liegt in Normalstellung auf
dem Locheinsatz 18 auf.
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Ein rohrförmig angeordnetes Filtertuch 22 ist mit einem Ende 22a lösbar
am Ringflansch 3 und mit dem anderen Ende 22b lösbar zwischen den Flanschen 16 und
17 blockiert.
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Zwischen der Luftkammer 21 und dem rohrförmig angeordneten Filtertuch
22 bildet sich eine ringförmige Kammer 23, in die über eine Rohrleitung 24 die zu
filtrierende Trübe eingeleitet wird.
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Diese Rohrleitung 24 ist vorzugsweise radial in den Ringflansch 3
eingearbeitet.
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Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Druckfilters ist folgende:
Zu Beginn des Filtriervorgangs befindet sich der erfindungsgemäße Druckfilter in
der in Fig. 1 dargestellten Arbeitsstellung. Die ringförmige Platte 11 wird infolge
der Wirkung des Hydraulikzylinders auf den Schaft 9 gegen den Ringflansch 3 gepresst,
während der 0-Ring 13 die Abdichtung gegen die mit Druck beaufschlagte Flüssigkeit
besorgt.
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Der Locheinsatz 18 und die rohrförmige Membran 21 befinden sich in
dieser Phase innerhalb des gelochten Korbeinsatzes 5 und des dazugehörigen, rohrförmig
angeordneten Filtertuches 22.
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Die zu filtrierende Trübe wird mit einem vorher festgelegten Druck
über die Rohrleitung 24 in die ringförmige Kammer 23 eingeleitet, wo sie zunächst
durch das Filtertuch 22 und den Locheinsatz 18 abgefiltert
wird.
Die filtrierte Flüssigkeit sammelt sich nach und nach im Zwischenraum 6 an und wird
von dort über die Rohrleitung 7 abgeleitet, während die hochwertige Trübensubstatlz
vom Filtertuch 22 zurückgehalten wird, an dessen Innenwand sich nach und nach eine
Rückstandsschicht bildet. Wenn nach Unterbrechung der Ithxnzufuhr über die Rohrleitung
24 auch die Ableitung der filtrierten Flüssigkeit durch die Rohrleitung 7 aussetzt,
wird in den ringförmigen Zwischenraum 19 Druckluft eingeblasen, die über den Locheinsatz
18 die Membran 21 aufbläht. Die sich in radialer Richtung verformende Membran 21
drückt damit auf den vom Filtertuch 22 zurückgehaltenen Rückstand, wobei der Druck
durch entsprechende Erhöhung des Drucks der eingeblasenen Luft stufenweise bis zur
Erreichung der gewünschte Werte gesteigert werden kann.
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Über die Membran 21 kann folglich eine nach und nach ansteigende Druckwirkung
auf die vorgenannte Rückstandsschicht ausgeübt werden wodurch sich ein Auspresseffekt
ergibt, bei dem Werte erreicht werden, die deutlich über jenen liegen, die von den
gemäß dem Stand der Technik ausgeführten Filtern mit Zentrifugierung der Rückstandsschicht
bekannt sind.
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Infolge dieser Auspressung der Rückstände wird über die Rohrleituna
7 weitere filtrierte Flüssigkeit abgeführt. Das Versiegen dieses Flüssigkeitsstromes
ist gleichbedeutend mit dem Ende der Filtrierphase.
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Nun wird die Luft aus der Membran 21 abgezogen, bis diese wiederum
am Locheinsatz 18 anliegt; durch Betätigen des Hydraulikzylinders, der seinerseits
auf den Schaft 9 wirkt, wird letzterer vom Kopfstütze 4 entfernt, wodurch gleichzeitig
der Locheinsatz 18, die Flansche 15, 16 und 17 und die rohrförmige Membran 21 aus
ihrer bisherigen Stellung wegbewegt- werden.
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Diese axiale Verschiebung bewirkt die strumpf artige Umkehrung des
Filtertuches
2%, die in Fig. 2 dargestellt ist, so daß die von tlcrr Trübe getrennte Substanz
auf die bekannte Art und Weise rasch, leicht und vollständig entfernt werden kann.
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Das Entfernen der Trübensubstanz erfolgt über eine an der Unterseite
des kastenförmigen Gehäuses 1 angebrachte Öffnung.