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Rohrdruckfilter
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Die Erfindung betrifft einen Rohrdruckfilter, bestehend aus einem
vertikalen, stationären Außenrohr, aus einem nach unten ausfahrbaren, mit Filtermitteln
überzogenen, zylindrischen Innenrohr, aus einer mit ihren Enden am Außenrohr fest
angebrachten, schlauchförmigen Preßmembran sowie aus einer Vorrichtung zur Entfernung
des Filterkuchens von dem ausgefahrenen Innenrohr.
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Durch die DE-PS 17 61 716 ist ein Rohrdruckfilter aus einem vertikalen,
stationären Außenrohr und aus einem mit Filtermitteln überzogenen, zylindrischen
Innenrohr bekannt, wobei eine mit ihren Enden am Außenrohr fest angebrachte, schlauchförmige
Preßmembran nach einem Filtrationsvorgang den entstandenen
Filterkuchen
gegen das Innenrohr preßt und den Flüssigkeitsanteil weiter reduziert. Anschließend
kann das Innenrohr teilweise nach unten ausgefahren und der Filterkuchen durch Druckluftstöße
entgegen der Filtrationsrichtung vom Innenrohr abgelöst werden. Dieses Reinigen
mit Druckluftstößen kann jedoch bei dem dortigen Rohrdruckfilter nicht verhindern,
daß sich nach einigen Filtrationsvorgängen auf den Filtermitteln ein Ester, zäher
Film bildet, der die Durchlässigkeit des Filtermittels und damit die Leitung des
Rohrdruckfilters zunehmend beeinträchtigt.
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Die Filtrierleistung hängt in sehr starkem Maß von der Flüssigkeitsdurchläsigkeit
von Filtermittel und sich bildendem Filterkuchen ab. An sich wäre es besonders wirtschaftlich,
jeweils nach Bildung eines nur dünnen Filterkuchens die Filtration zu beenden und
zu einem neuen Arbeitszyklus überzugehen. Die ständig zunehmende Verschmierung des
Filtermit.tels, z. B. Filtertuches, verlangsamt jedoch von Zyklus zu Zyklus das
Ansetzen eines Filterkuchens, weshalb die bekannten Rohrdruckfilter in ihrer Mengenleistung
unbefriedigend sind und verhältnismäßig rasch einen Austausch ihrer Filtermittel
verlangen.
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Durch die DE-AS 11 55 760 ist weiterhin eine Filterpresse bekannt,
bei der ein konusförmiger Filterkörper mehrere räumlich voneinander getrennte, beispielsweise
kreisförmig angeordnete Arbeitsstationen durchläuft. Dort wird u. a.
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vorgeschlagen, den Filterkuchen durch Abschwemmen mittels eines Spülmittels
oder durch einen Schaber zu entfernen.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel soll ein mit Düsen versehenes,
mit Druckluft beaufschlagtes Ringrohr am Mantel des Filtereinsatzes vorbeigeführt
werden, um den Filterkuchen zu lösen. Auch diese Maßnahmen sind aber nicht geeignet,
einen zähen, klebrigen Film von der Oberfläche der Filtermittel zu entfernen. Im
übrigen ist das Durchlaufen der dortigen, räumlich voneinander getrennten Reinigungsstat
ionen mit einem hohen Zeitaufwand verbunden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rohrdruckfilter hoher
Mengen leistung zu schaffen, bei dem die Filtermittel im Bedarfsfall mit geringem
Zeitaufwand in betriebsmäßiger Weise von Verschmierungen und dgl. befreit werden
können, Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der mit Filtermitteln
überzogene Teil des Innenrohres vollätändig aus dem Außenrohr ausfahrbar ist und
daß am unteren Ende des Außenrohres ein Spritzwasserring, der auf das obere Ende
des
in ausgefahrener Stellung befindlichen Innenrohres ausgerichtet
ist, und eine den Spritzwasserring außen umschließende Spritzwasserabschirmung angeordnet
sind. Mit dieser Anordnung besteht die Möglichkeit, die Filtermittel nach einem
oder mehreren Filtrationszyklen ringsum mit extrem scharfen Wasserstrahlen auch
von zähen, klebrigen Schmutzfilmen zu reinigen.
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Das Innenrohr kann dabei nach einem Filtrationsvorgang vollständig
nach unten ausgefahren und z. B. mit Hilfe von Druckluftstößen vom Filterkuchen
befreit werden. Durch das vollständige Ausfahren ist im übrigen gewährleistet, daß
die Innenseite des Außenrohres - insbesondere bei einem mosaikartigen Abplatzen
des Filterkuchens - nicht durch Feststoffpartikel verunreinigt wird. Anschließend
kann der Spritzwasserring unter hohem Druck mit Wasser beaufschlagt und das Innenrohr
während des Hochfahrens in das Außenrohr auf seiner gesamten Länge intensiv gereinigt
werden. Da der Spritzwasserring von einer Spritzwasserabschirmung umschlossen ist,
können mit sehr scharfen Wasserstrahlen auch hartnäckige Verschmutzungen von den
Filtermitteln gelöst werden, ohne daß der umliegende Raum durch Spritzwasser beeinträchtigt
würde, was vor allem im Hinblick auf Hilfsgeräte, wie z. B. Kompressoren, elektrische
Motoren usw., von größter Wichtigkeit ist, Durch die zusätzliche Reinigung der Filtermittel
wird ein Arbeitszyklus nur geringfügig verlängert, so daß insgesamt der Wirkungsgrad
des Rohrdruckfilters beträchtlich erhöht werden kann.
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Der Erfindung zufolge kann die Spritzwasserabschirmung aus einem starr
am Außenrohr befestigten Mantel bestehen, dessen unterer Rand bis unter den Spritzwasserring
eingezogen ist.
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Der Mantel erfordert nur einen geringen baulichen Mehraufwand und
gibt bereits einen sehr wirksamen Spritzwasserschutz, wobei lediglich nach unten
hin durch einen schmalen Spalt zwischen Mantel und Innenrohr etwas Wasser austreten
kann.
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Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Spritzwasserabschirmung
aus einem am Außenrohr befestigten, auf- und ablaßbaren Spritzwasservorhang bestehen,
welcher den vom ausgefahrenen Innenrohr eingenommenen Raum vollständig umschließt.
Dieser Aufbau eignet sich für Einsatzbedingungen, bei denen jedes Austreten von
Wasser oder Spritzwassernebel sicher ausgeschlossen sein muß.
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Der Erfindung zufolge kann am unteren Ende des Innenrohres eine steuerbare,
umlaufende Dichtung vorgesehen sein, welche an den unteren Rand des Vorhanges dichtend
anlegbar ist.
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Auf diese Weise kann der Vorhang zunächst allein aufgrund seines Eigengewichtes
abgelassen werden, da ein ausreichendes Spiel zwischen Innenrohr und Vorhang gegeben
ist. Erst in der unteren Stellung des Vorhanges wird die steuerbare, umlaufende
Dichtung fest am Innenrohr angelegt, so daß auch bei sehr hohen Abspritzdrücken
ein Austritt von Wasser unterbunden
wird. Insbesondere die Auffangvorrichtung
für den ausgepreßten Filterkuchen wird dabei vor Feuchtigkeit geschützt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Spritzwasservorhang
aus mehreren teleskopartig zusammenschiebbaren Schachtelringen bestehen. Die e.inzelnen
Schadtelringe sind dabei vorteilhafterweise aus einem leichten Material, z. B Aluminium
oder Kunststoff, gefertigt. Bei dieser Ausführung können die Schachtelringe beim
Filtrationsvorgang und insbesondere beim Abtrennen des Filterkuchens durch Drucklutt
-stöße am Unterrand des Außenrohres auf kleinem Raum aufeinandergeschoben werden,
so daß das Innenrohr vollkommen freiliegt. Nach dem Herablassen bildet der Vorhang
dann eine glatte, feste Wand, an der das Spritzwasser auf der Innenseite leicht
ablaufen kann und die im übrigen leicht zu reinigen ist.
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Der Erfindung zufolge kann alternativ der Spritzwasservorhang aus
einem doppelwandigen Raffvorhang bestehen. Bei dieser Ausführungsform ist der Vorhang
besonders leicht und kann darüber hinaus auf engstem Raum zusammengeschoben werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Spritzwasservorhang
einen unteren Wasserauffangkanal besitzen, welcher am Innenrohr dicht anliegt und
mit einer Wasserableitöffnung versehen
ist. Mit Hilfe des Wasserauffangkanals
können das Spritzwasser und die darin enthaltenden Verunreinigungen am unteren Rand
abgeleitet und einem gesonderten Auffangbehälter oder dgl. zugeführt werden.
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Gemäß der Erfindung kann der Spritzwasserring über eine Zuleitung
mit einem Druck von 80 bis 100 bar beaufschlagt sein.
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In diesem Druckbereich werden die Filtermittel einerseits gründlich
gereinigt, andrerseits aber auch noch nicht in unzulässiger Weise belastet.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Innenrohr starr mit
einem Druckmittelzylinder verbunden sein, der mit seiner Kolbenstange an einer oberhalb
des Außenrohres angeordneten stationären Brücke hängt und eine Länge etwa gleich
der des Innenrohres aufweist. Durch die Anordnung eines Druckmittelzylinders innerhalb
des Innenrohres kann dieses, wie es für das Abspritzen notwendig ist, vollständig
aus dem Außenrohr herausgefahren werden, ohne daß die Baulänge der Gesamtanordnung
wesentlich vergrößert würde; in eingefahrenem Zustand des Innenrohres befinden sich
Druckmittelzylinder und Kolbenstange praktisch mit ihrer gesamten Länge innerhalb
des Rohrdruckfilters.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben.
In der Zeichnung zeigen Fig. 1 einen Rohrdruckfilter beim Filtrationsvorgang, Fig.
2 den Rohrdruckfilter beim Auspressen des Filterkuchens, Fig. 3 den Rohrdruckfilter
mit ausgefahrenem Innenrohr und hochgezogenem Abspritzvorhang, Fig. 4 den Rohrdruckfilter
mit herabgelassenem Abspritzvorhang, Fig. 5 den Rohrdruckfilter mit einer zweiten
Ausführungsform eines herabgelassenen Abspritzvorhanges, Fig. 6 den Abspritzvorhang
nach Fig. 5 in aufgezogenem Zustand, Fig. 7 einen Abspritzvorhang ohne gesonderte
Aufzugsvorrichtung in aufgezogenem Zustand und Fig. 8 den Rohrdruckfilter mit einem
starren Mantel als Spritzwasserabschirmung.
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Fig. 1 zeigt einen Rohrdruckfilter 1, welcher aus einem Außenrohr
2 und einem mit Filtermitteln 3, z. B. Filtertuch, überzogenen Innenrohr 4 besteht.
Eine Pumpe 5 drückt die zu filternde Trübe über eine Zulaufleitung 6 in einen Trübe-und
Filterkuchenraum 7, von dem aus die Trübe die Filtermittel 3 passiert und als klares
Filtrat das Innenrohr 4 über die Abflußleitung 8 verläßt. Während der Filtration
wird der Trübe- und Filterkuchenraum 7 über die Preßdichtungen 9, 10 sowie die ansteuerbaren
Dichtungen 11, 12 abgedichtet, wobei die Dichtungen 11, 12 über die Leitungen 13,
14, z. B.
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mit Preßluft beaufschlagt werden.
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Im Laufe eines Filtrationsvorgangs sammelt sich vor den Filtermitteln
3, wie in Fig. 2 skizziert, ein Filterkuchen 15, der zur Verminderung seines Flüssigkeitsgehaltes
nach Abschluß der Filtration mittels einer Preßmembran 16 ausgepreßt wird. Letztere
wird zu diesem Zweck über eine Zuleitung 17, welche in einen Preßmediumraum 18 führt,
mit hohem Druck beaufschlagt. Neben dem erwünschten Effekt einer Entwässerung des
Filterkuchens 15 läßt sich dabei nicht vermeiden, daß eine zähe, klebrige Schicht
aus feinen Schmutzpartikeln, wie sie sich während einer Filtration an der Oberfläche
der Filtermittel 3 bildet, in die Filtermittel 3 hineingepreßt werden und sich mit
diesen fest verbinden. Die Durchlässigkeit der Filtermittel 3 wird durch diese Schicht
wesentlich herabgesetzt, d. h. die Leistung des Rohrdruckfilters 1 sinkt deutlich
ab.
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Nach dem Auspressen des Filterkuchens 15 wird das Innenrohr 4 nahezu
vollständig aus dem Außenrohr 2 nach unten herausgefahren, wobei wie in Fig. 3 zunächst
die Oberfläche der Filtermittel 3 freiliegt. Auf diese Weise kann der Filterkuchen
15, z. B. durch Anlegen von pulsierender Druckluft an die Zuleitung 19, vergl. Fig.
4, vom Innenrohr 4 entfernt werden, ohne daß es zu einer Verunreinigung der Innenseite
des Außenrohres kommt.
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Mit Hilfe von pulsierender Druckluft, Schabern oder dgl.
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kann jedoch nicht der klebrige, zähe Film von den Filtermitteln 3
entfernt werden, so daß in einem weiteren Arbeitsschritt gemäß Fig. 4 als Spritzwasserabschirmung
ein Spritzwasservorhang 20 herabgelassen wird, der nunmehr das Innenrohr 4 vollständig
umschließt. Der Spritzwasservorhang 20 besteht aus mehreren teleskopartig zusammenschiebbaren
Schachtelringen 21, die im aufgezogenen Zustand nach Fig. 3 nur einen sehr geringen
Raum einnehmen. Der Spritzwasservorhang 20 kann beispielsweise mit Hilfe von verschiedenen,
über den Umfang verteilten Zugseilen 22 und eine zugehörige Winde 23 auf- und abgelassen
werden.
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Für eine intensive Reinigung der Filtermittel 3 von klebrigen, zähen
Stoffen wird nun ein mit nach innen gerichteten Düsen 24 versehener Spritzwasserring
25 über die Zuleitung 26 mit einem Druck von 80 bis 100 bar beaufschlagt. Das Spritzwasser
und der sich bildende Feuchtigkeitsnebel werden durch den Spritzwasservorhang 20
vollständig von der Umgebung ferngehalten, so daß in der Nähe stehende Maschinen
oder dgl. nicht beeinträchtigt werden. Das Spritzwasser läuft an den Schachtelringen
21 nach unten ab und sammelt sich in einem Wasserauffangkanal 27, welcher am Innenrohr
4 dicht anliegt und mit einer Wasserableitöffnung 28 versehen ist. Da das untere
Ende des Innenrohres 4 mit der steuerbaren Dichtung 12 ausgerüstet ist, kann zwischen
dem Innenrohr 4 und dem Wasserauffangkanal 27 durch Beaufschlagung der Leitung 14
eine zuverlässige Abdichtung nach unten erreicht werden. Zur vollständigen Reinigung
der Filtermittel 3 werden das Innenrohr 4 mit dem festanliegenden Wasserauffangkanal
27 und der Vorhang 20 synchron nach oben gefahren und . wird damit das Innenrohr
4 auf seiner gesamten Länge mit gleichbleibendem Abstand an dem Abspritzring 25
vorbeibewegt. Auf diese Weise können nicht nur die Filtermittel 3, sondern auch
die ringförmige, mit der Zulaufleitung 6 verbundene Trübeeinlaßöffnung 29 vollständig
von Verschmutzungen befreit werden.
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Gemäß den Fig. 5 und 6 kann als Spritzwasserabschirmung ein doppelwandiger
Raffvorhang 30 vorgesehen sein, der im aufgezogenen Zustand nur einen sehr geringen
Raum einnimmt. Entsprechend dem Beispiel nach den Fig. 3 und 4 ist der Raffvorhang
30 mit einem Wasserauffangkanal 31 ausgestattet. Er kann über eine identische Winde
23 und Zugseile 22 betätigt werden.
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Fig. 7 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Vorhangs, z. B.
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eines Raffvorhangs 30. Im aufgezogenen Zustand wird der Raffvorhang
30 in seiner Position durch eine Klinke 32 gehalten, welche mittels einer Feder
33 unter eine Haltenase 34 für den Raffvorhang 30 gedrückt wird. Zum Herablassen
des Raffvorhangs 30 wird nun die z. B. in Fig. 5 gezeigte, steuerbare Dichtung 12
auf die Höhe der Innenfläche 35 des Wasserauffangkanals 31 gebracht und an diese
durch Beaufschlagung der Leitung 14 mit hohem Druck angelegt. Diese Verbindung kann
das relativ kleine Eigengewicht des Raffvorhangs 30 ohne weiteres tragen, so daß
nach dem Lösen der Klinke 32, z. B.
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durch einen innerhalb der Feder 33 angeordneten Elektromagneten 36,
der Raffvorhang 30 ohne zusätzliche Hilfsmittel zusammen mit dem Innenrohr 4 heruntergefahren
werden kann.
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Eine vergleichbare Anordnung ist auch mit dem aus Schachtelringen
21 gebildeten Spritzwasservorhang 20 nach den Fig. 3 und 4 möglich, wenn dieser
aus leichten Materialien wie Aluminium, Kunststoff oder dgl. besteht.
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Anstelle eines Vorhanges genügt in vielen Fällen als Spritzwasserabschirmung
die in Fig. 8 gezeigte Anordnung eines starr am Außenrohr 2 befestigten Mantels
37, dessen unterer Rand 38 bis unter den Spritzwasserring 25 eingezogen ist. Trotz
des sehr geringen baulichen Aufwandes kann hier das Spritzwasser lediglich durch
einen schmalen Ringspalt zwischen dem Innenrohr 4 und dem unteren Rand 38 austreten.
Dieses ist im allgemeinen unproblematisch, da der abgefallene Filterkuchen 15 meist
sofort abtransportiert wird oder aber leicht abgedeckt werden kann.
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In allen gezeigten Anordnungen wird das Innenrohr 4 zum Reinigen der
Filtermittel 3 nahezu vollständig aus dem Außenrohr 2 nach unten herausgefähren.
Zu diesem Zwecke ist das Innenrohr 4 starr mit einem Druckmittelzylinder 39 verbunden,
der mit seiner Kolbenstange 40 an einer oberhalb des Außenrohres 2 angeordneten
stationären Brücke 41 hängt und eine Länge etwa gleich der des Innenrohres 4 aufweist;
vergl.
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Fig. t. Da auf diese Weise die eigentliche Verschiebungsvorrichtung
nicht oberhalb, sondern innerhalb des Innenrohres 4 angeordnet ist, weist der Rohrdruckfilter
1 trotz der großen Ausfahrlänge für das Innenrohr 4 eine insgesamt geringe Bauhöhe
auf.