DE3402165A1

DE3402165A1 - Filterpresse

Info

Publication number: DE3402165A1
Application number: DE19843402165
Authority: DE
Inventors: Rudolf 7534 Birkenfeld Pausch
Original assignee: RUDOLF PAUSCH GmbH
Current assignee: RUDOLF PAUSCH GmbH
Priority date: 1984-01-23
Filing date: 1984-01-23
Publication date: 1985-07-25

Description

Filterpresse
Die Erfindung betrifft eine Filterpresse, insbesondere für die Klärtechnik, bestehend aus mindestens einem Preßelement auf einem Trägeraufbau, das von einem endlosen Filtertuch durchlaufen wird.
Derartige Filterpressen sind in verschiedenen Variationen im Einsatz, beispielsweise ist eine Filterpresse bekannt, bei der vertikal liegende Filterelemente übereinander angeordnet sind, jedes Filterelement besteht aus zwei Teilen, die den zu entwässernden Filterkuchen zwischen sich aufnehmen. Die Entwässerung erfolgt durch eine Membran im einen Filterteil, die eine Öffnung zur Zufuhr des Filtrats aufweist, der andere Filterteil ist von einem endlosen Filterband überzogen, das die einzelnen Filterelemente zickzackförmig durchläuft.
Sämtliche Filterelemente werden gemeinsam geschlossen und die Entwässerung kann beginnen.
Mit derartigen Konstruktionen lassen sich Betriebsdrucke von etwa 15 Bar erreichen, der Entwässerungsgrad beträgt bis 5%6 bei einer Kuchendicke von etwa 30 mm.
Erfindungsgemäß werden diese Leistungen durch mehrere Maßnahmen, einzeln oder in Kombination, verbessert, die anhand eines Ausführungsbeispieles in den Zeichnungen naher erläutert sind. Es zeigen: Figur 1: Eine Schnittdarstellung durch ein Filterelement, Figur 2: eine perspektivische Explosionszeichnung des Filterelementes der beiden durchlaufenden Filterbänder und t lt r l if#0l iii Figur 3: eine schematische Seitenansicht einer Filterpresse, bestehend aus 5 Filterelementen gemäß den Figuren 1 und 2.
Das Filterelement 10 besteht aus einem Oberteil 11 und einem Unterteil 12, die zwischen sich die Filterkammer einschließen. Durch Anwendung eines ausreichenden Schließdruckes (Pfeil F in Figur 1) lassen sich Oberteil 11 und Unterteil 12 dicht gegeneinander verschließen. Dabei schließen Einschnitte lib, 12b im Schließbereich von Oberteil und Unterteil ein Formstück 17 mit rautenförmigem Querschnitt (Figur 2) dichtend zwischen sich ein, durch das mittels einer Zuleitung 18 die Einspeisung des Filtrats erfolgt. Das Formstück 17 ist dabei ortsfest zwischen Oberteil 11 und Unterteil 12 angebracht. Die seitliche Einspeisung des Filtrats hat den unmittelbaren Vorteil, daß an Stelle einer mit einem Zuführungsloch versehenen Membran ein durchlaufendes Endlos-Filterband 15 verwendet werden kann. Dieses obere Filterband 15 und ein unteres Filterband 16 schließen das Formstück 17 zwischen sich ein. Der Transport der beiden Filterbänder 15 und 16 erfolgt über nicht dargestellte Ketten an ihren Seitenkanten.
Während das untere Filterband 16 in bekannter Weise plan eben ausgebildet ist, sind im oberen Filterband 15 pyramidenförmige Profilierungen 15b,15c,15d vorgesehen, die sich zwischen ebenen Randbereichen 15a erheben. Die Dimensionierung der Randbereiche 15a und der Erhebungen 15b,15c,15d ist so vorgenommen, daß die Randbereiche 15a zwischen den Kontaktflächen des Oberteils 11 und des Unterteils 12 zu liegen kommen, wenn diese geschlossen sind, wogegen eine der pyramidenförmigen Erhebungen 15b sich in das Innenvolumen des Oberteils 11 erstreckt.
Dies hat den unmittelbaren Vorteil, daß die Innenhöhe des Oberteils 11 relativ groß bemessen sein kann, da das obere Filtertuch 15 auch bei großer Kuchendicke nur wenig belastet wird und auch bei Dauerbetrieb nicht reißt. Bei größeren Filterelementen können mehrere Zuleitungen 18 zur Flitrateinspeisung vorgesehen sein.
Zur Pressung des zwischen den beiden Filterbändern 15 und 16 im Kammervolumen eingeschlossenen Filtrats dierlG ein im Oberteil 11 geführter Preßstempel 13, dessen Pressenquerschnitt dem Innenquerschnitt des Oberteils 11 entspricht. Zwischen der Unterseite 11a des Oberteils 11 und der Oberfläche 13a des Preßstempels 13 befindet sich ein elastisch zusammerpreßbarer Werkstoff 14, der bei der in Figur 1 dargestellten Position des Preßstempels 13 einen flächenkonstanten Druck auf die Oberseite 13a ausübt. Um den Preßstempel 13 in der dargestellten Position zu halten ist daher eine entsprechende Gegenkraft erforderlich, die den Preßstempel 13 zurückzieht, oder aber ein entsprechender Betriebsdruck der Förderpumpe für das Filtrat, das in die Zuleitung 18 gespeist wird. Durch diesen elastisch zusammenpreßbaren Werkstoff 14 wird eine Art Vorpressung des Filtrats erreicht, bevor dann durch die Ausübung einer höheren Kraft auf den Preßstempel 13 die endgültige Pressung durchgeführt wird. Da das Unterteil 12 direkt auf einem starren Trägeraufbau 30 aufliegt, sind im Gegensatz zu bekannten Konstruktionen wesentlich höhere Preßkräfte anwendbar.
Diese Zuordnung hat außerdem den Vorteil, daß jedem Filterelement 10 unterhalb seines Unterteils 12 ein Saugkasten (Vakuumkasten) zugeordnet sein kann, mit dem die Filtratflüssigkeit abgesaugt wird. Auch ein oberes Saugsystem kann problemlos integriert werden.
Die Funktion einer Filterpresse, bestehend aus einem Filterelement, wie oben anhand der Figuren 1 und 2 beschrieben, soll nun kurz dargestellt werden: Die Breite des Filterelementes soll 1 m betragen, das Filtrationsvoiumen ca. 400 1. Zur Einspeisung des Filtrats wird eine Pumpe mit einer Förderleistung von 400 1 pro Minute bei 12 Bar Betriebsdruck eingesetzt.
Zunächst befindet sich die Presse in der in Figur 2 übertrieben dargestellten Position, also in geöffnetem Zustand. Ein Arbeitszyklus beginnt mit dem Schließen des Filterelements 10, indem Oberteil 11 und Unterteil 12 gegeneinander gefahren werden, wobei sie das Formstück 17 am Ende der Filtratzuleitung 18 formschlüssig zwischen sich einschließen. Dieser Vorgang dauert etwa 5 Sekunden.
Danach erfolgt die Füllung des Filterelementes über die Zuleitung 18, das Filtrat wird also zwischen die beiden Filterbänder 15 und 16 gedrückt, die sich entsprechend nach oben bzw. unten ausbeulen.
Bei der angegebenen Förderleistung der Pumpe ist der Füllvorgang nach etwa 60 Sekunden beendet. Danach erfolgt das Pressen mittels des Preßstempels 13, was beispielsweise 180 Sekunden beansprucht, daraufhin wird die Filterpresse wieder geöffnet (ebenfalls 5 Sekunden) und entleert. Während des Preßvorgangs tritt die Filtratflüssigkeit durch die beiden Filterbänder 15 und 16 hindurch und wird in bekannter Weise über geriffelte Innenflächen von Oberteil 11 und Unterteil 12 einer gemeinsamen (nicht dargestellten) Sammelleitung zugefihrt.
Bei einer 40-Sekunden-Reserve für eventuell erwünschtes Nachpressen ergibt sich somit eine Taktdauer von 5 Minuten. Bei vollautomatischer Steuerung der Filterpresse über 24 Stunden ist somit eine theoretische Tagesleistung von über 90 000 1 erzielbar. In der Praxis sind Leistungen von 40 bis 80 cbm pro Tag mit Trocknungswerten über 50% erreichbar.
Bei einer Ausgangsbasis mit einer Stoffdichte von 6% ergibt sich daraus beim 24 Stundenbetrieb eine Leistung von 60 cbm für Suspensionen mit 6% Feststoffanteilen oder 7 - 8 Tonnen Trockensubstanz mit Trocknungswerten zwischen 50 und 60%.
In Weiterführung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen (Figur 3) zur Erhöhung des Filtratdurchsatzes mehrere der oben beschriebenen Filterelemente auf einem gemeinsamen Trageraufbau 30 derart nebeneinander anzuordnen, daß sie aneinander anstoßen, so daß die beiden Filtertücher 15 und 16 kontinuierlich durch die Filterelemente 10A...
10E durchgeführt werden können. Die pyramidenförmigen Profilierungen 15b,15c,15d des oberen Filterbandes 15 sind dann so angeordnet, daß jeweils eine dieser Profilierungen in einem Filterelement lot...
10E zu liegen kommt. Als besonders praktikabel wird eine Anordnung von 5 Filterelementen 10A...10E angesehen, bei denen die ersten 3 Filterelemente 10A,10B,1OC auf den 3 benachbarten Seiten eines gleichmäßigen Sechsecks liegen, und die beiden folgenden Filtere3emente 1OD,1OE mit dem letzten Filterelement 1oC des Sechsecks in einer Ebene liegen. Hierdurch ist ein kompakter Aufbau der Filterpresse gewährleistet, der einerseits eine relativ einfache Führung der beiden Filterbänder 15,16 gestattet, andererseits in dem Bereich unterhalb der 5 Filterelemente ausreichend Platz für die erforderlichen Nebenaggregate wie Leitungen, Pumpen, Motore, Hydraulikeinheiten und ähnliches läßt.
Ist ein Aufbau mit geringerer Grundfläche gewünscht, so lassen sich die beiden "letzten" Filterelemente 10D,10E auch so anordnen, daß sie ebenfalls Seiten des gleichen Sechsecks einnehmen, so daß dann 5 Seitenflächen des Sechsecks von den 5 Filterelementen belegt sind und die 6. Seitenfläche als Zugang beispielsweise für die Filterbänder dient.
Da jede Filtereinheit lot... 10E über ihre eigene Schließeinheit 20A...20E verfügt und auf dem gemeinsamen Trsgeraufbau 30 abgestützt ist, lassen sich auch individuell Saugt:ästen bzw. Vakuumkästen unterhalb der Unterteile .... 12£ anbringen, die den Trocknungsgrad weiter erhöhens gegebenenfalls auch in den Oberteilen llA...llE.
Bei einer beispielsgemäßen Anordnung gemäß Figur 3 können verschiedene Betriebsarten auf der Filterpresse gefahren werden: Im ~Normalbetrieb" wird der Filterkuchen nur einmal gepreßt und die beiden Filterbänder 15,16 werden nach dem Preßvorgang um eine Strecke weitergefahren, die der Breite von 5 der pyramidenförmigen Profilierungen 15b...15d entspricht, der Filterkuchen wird dann beispielsweise auf ein Förderband ausgetragen.
Bei erwünschtem sukzessiven Pressen ist es auch möglich denselben Filterkuchen in einer nachgeschalteten Presse nochmals zu pressen.
Eine Filterpresse mit den beschriebenen, erfindungsgemäßen Filterelernenten ermöglicht einen sehr hohen Preßdruck, individuelle Steuerungsmöglichkeiten der Filterelemente und der Schließeinheiten sowie einen einfachen, vollautomatischen, 24-Stunden-Betrieb. Die neue Filterpresse ist darüberninaus sehr wartungsarm, da insbesondere die beiden Filterbänder 15,16 nur wenig beansprucht werden.
Als elastischer Werkstoff 14 kann besonders vorteilhaft ein geschäurntes Polyrrethan-Elastomer eingesetzt werden, wie es unter dem Handelsnamen ACLACELL der Firma ACkA-Werke in Köln erhältlich ist. Dieses Elastomer wirkt praktisch als Federkörper mit sehr gleichmaßiger Flächenpressung.

Claims

Schutzansprüche Filterpresse, insbesondere für die Klärtechnik, bestehend aus mindestens einem Filterelement auf einem Trägeraufbau, das von mindestens einem endlosen Filtertuch durchlaufen wird, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Filterelement (10) über eine individuelle Schließeinheit (20) verfügt, die das Oberteil (11) auf das Unterteil (12) drückt, das vollflächig auf dem Trägeraufbau (30) aufsitzt.
2. Filterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Oberteil (11) ein Preßstempel (13) geführt ist, und daß zwischen der oberen Innenfläche (lla) des Oberteils (11) und der oberen Fläche (13a) des Stempels (13) ein elastisch pressbarer Werkstoff (14) eingebracht ist, der seinen entspannten Zustand einnimmt, wenn der Preßstempel (13) einen Teil seines Preßweges zurückgelegt hat.
3. Filterpresse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Filtertuch (15,16) zwischen Oberteil (11) und Unterteil (12) geführt ist, und daß jedes Filterelement (10) seitliche Einspeisungsöffnungen (llb,12b) im Schließbereich von Oberteil (11) und Unterteil (12) aufweist.
4. Filterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das eine Filtertuch (15) einen ebenen Randbereich (15a) aufweist und die Zwischenbereiche in Form von flachen Pyramiden (15b,15c,15d) ausgebildet sind, deren Grundfläche etwa dem Innenquerschnitt des Filterelementes (10) entspricht.
5. Filterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Unterteil (12) ein Saugkasten (Vaknumkasten) zugeordnet ist.
6. Filterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Oberteil (11) ein Saugkasten (Vakuumkasten) zugeordnet ist.
7. Filterpresse, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere baugleiche Filterelemente (iOA.: . lOE) nebeneinander derart angeordnet sind, daß ihre Unterteile (llA...llE) auf einem gemeinsamen Trägeraufbau (30) sitzen.
8. Filterpresse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß fünf Filterelemente (lOA...lOE) vorgesehen sind, von denen drei benachbarte (lOA,lOB,lOC) entlang drei benachbarter Seitenlinien eines gleichmäßigen Sechsecks angeordnet sind.
9. Filterpresse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden anderen Filterelemente (lOD,lOE) in einer gemeinsamen Ebene mit einem der beiden äußeren Filterelemente (ion) des Sechsecks liegen.
10. Filterpresse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden anderen Filterelemente zwei Seitenlinien desselben gleichmäßigen Sechsecks besetzen.
11. Filterpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff (14) ein geschäumtes Polyurethan-Elastomer ist.