DE3411087A1

DE3411087A1 - Rohrdruckfilter

Info

Publication number: DE3411087A1
Application number: DE19843411087
Authority: DE
Inventors: Max Dipl.-Ing. 5630 Remscheid Oelbermann; Karl-August 5600 Wuppertal Rademacher
Original assignee: Rittershaus and Blecher GmbH
Current assignee: Rittershaus and Blecher GmbH
Priority date: 1984-03-26
Filing date: 1984-03-26
Publication date: 1985-09-26
Also published as: DE3411087C2

Description

Rohrdruckfilter
ie Erfindung betrifft einen Rohrdruckfilter, bestehend aus einem vertikalen, zylindrischen, stationären Außenrohr, aus einem nach unten ausfahrbaren, mit Filtermitteln überzogenen Innenrohr und aus einer mit ihren Enden am Außenrohr fest angebrachten, schlauchförmigen Membran, die die von Außen- und Innenrohr gebildete Ringkammer in einen Filterkuchenraum und einen Preßmediumraum unterteilt.
Ein derartiger Rohrdruckfilter ist durch die l-)E-PS 17 61 716 bekannt. Bei dem dortigen Rohrdruckfilter weisen das Außen-und Innenrohr an ihren Enden umlaufende, gegenseitige Berührungsflächen auf, in denen eine Ringdichtung eingelassen ist. Auf diese Weise soll ein Ausfließen der Trübe verhindert werden, die mit hohem Druck in den Filterkuchenraum eingeleitet wird. Da aber bei jedem Arbeitstakt des Rohrdruckfilters das Innenrohr aus dem Außenrohr zur Entfernung des Filterkuchens ausgefahren werden muß, nutzt sich der dortige Dichtring, der zur Erzielung einer ausreichenden Dichtwirkung sehr eng an den Berührungsflächen anliegen muß, in kurzer Zeit ab, zumal durch Feststoffpartikel ein Abrieb beschleunigt wird. Die grundsätzlich angestrebte Abdichtung des Filterkuchenraumes wirkt sich dort zudem nach dem Auspressen des Filterkuchens mittels der schlauchförmigen Membran nachteilig aus, da zwischen Membran und Filterkuchen keine Luft dringen kann. Dadurch ist dort das Ablösen der Membran vom Filterkuchen sehr problematisch, und ein Festkleben von einzelnen Filterkuchenstücken an der Membran ist kaum zu verhindern.
Im übrigen müssen bei dem dortigen Rohrdruckfilter neben den Befestigungsvorrichtungen für die schlauchförmige Membran komplexe Dichtvorrichtungen für den Preßmediumraten vorhanden sein, die aus geteilten Flanschansätzen mit jeweils zwei weiteren Ringdichtungen bestehen.
Uer Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Rohrdruckfilter zu schaffen, bei dem auch nach längerer Betriebsdauer eine zuverlässige Abdichtung von Filterkuchenraum und Preßmediumraum gegeben ist und dessen Dichteinrichtungen in einfacher Weise zu fertigen sind und keine Wartung erfordern. Darüber hinaus soll sich die Membran leicht vom ausgepreßten Filterkuchen lösen lassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Außenrohr an beiden Enden je eine Gleitlagerhülse für das Innenrohr aufweist, zwischen der und dem Außenrohr jeweils ein Ende der schlauchförmigen Membran dicht eingespannt ist und gegen deren Innenringfläche jeweils eine am Innenrohr angeordnete, steuerbare Dichtung anpreßbar ist, welche betriebsmäßig in radialer Richtung spannbar bzw. entspannbar ist. Bei dieser Anordnung wirken die Einspannvorrichtungen für die beiden Enden der schlauchförmigen Membran gleichzeitig als Dichtungen für den Preßmediumraum, so daß gesonderte Dichtvorrichtungen entfallen können. Die Anordnung einer steuerbaren Dichtung am Innenrohr ermöglicht es, diese während eines Filtrations-^orasngs in radialer Richtung zu spannen und somit einen einwandfreien Abschluß des Trübe- und Filterkuchenraums zu erzielen. Nach dem Auspressen des Filterkuchens kann dagegen die steuerbare Dichtung entspannt werden, so daß Luft in den Filterkuchenraum dringt und das Ablösen der Membran vom Filterkuchenraum erleichtert. Werden die beiden Rohre danach gegeneinander verfahren, kann die steuerbare Dichtung entspannt bleiben, womit zwischen beiden Rohren ein so großer Spielraum geschaffen wird, daß diese sich nicht oder nur leicht berühren. Von daher können auch Feststoffpartikel keinen Abrieb der Dichtung bewirken. Die steuerbare Dichtung kann im übrigen auch in anderen Stellungen des Innenrohres gespannt werden, was beispielsweise zur Abdichtung eines Abspritzraumes für die Filtermittel genutzt werden kann.
1)er Erfindung zufolge kann zwischen dem Außenrohr und den an den Gleithülsen anliegenden Enden der Schlauchmembran ein elastisches umlaufendes Dichtungspaket angeordnet sein, welches durch einen Preßring in axialer Richtung komprimierbar ist. Ein derartiges elastisches Dichtungspaket wird durch eine Kompression in axialer Richtung in radialer Richtung gegen die Gleitlagerhülse gepreßt, so daß gleichzeitig eine Befestigung der Enden der schlauchförmigen Membran und eine Abdichtung des Preßmediumraumes erzielt wird, In Ausgestaltung der Erfindung kann das Außenrohr an seinen Enden stufenförmig erweitert sein, können die Dichtungspakete in diesen Erweiterungen angeordnet sein und sich jeweils auf einer Ringschulter abstützen, gegen die sie mittels des Preßringes anziehbar sind.
Diese stufenförmige Erweiterung läßt sich mit geringem Aufwand, z. B. durch ein einfaches Ausdrehen des Außenrohres, fertigen. Auch der Preßring läßt sich, beispielsweise als kurzer Rohrabschnitt, bequem herstellen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Dichtungspakete jeweils aus einem mittleren Stützring, der an seiner Ober- und Unterseite V-förmig profiliert ist, und aus zwei Gruppen von V-förmigen Dachmanschetten-Dichtringen bestehen, die in V-Nuten des Stützringes eingreifen und mit ihren V-Spitzen gruppenweise gegeneinander gerichtet sind. Bei dieser Anordnung von Dachmanschettenl)ichtringen entstehen durch einfaches Anziehen eines einzigen Preßringes zwei Gruppen von mehreren hintereinander geschalteten Dichtkanten, die eine Abdichtung des Preßmediumraumes zum einen selbst bei extremen Uberdrücken und zum anderen auch bei Unterdruck garantieren.
Der Erfindung zufolge können die steuerbaren Dichtungen jeweils aus einer versenkt und stramm in einer Umfangsnut des Innenrohres liegenden, elastischen Dichthülse bestehen, welche von einem rückwärtigen, im Innenrohr angeordneten Druckraum aus oeaufschagbar und radial an die Gleitlagerhülse anpreßbar ist. Auf diese Weise können die beiden steuerbaren Dichtungen über ein Druckmedium, z. B. Druckluft, betätigt werden. So lange kein Druck angelegt ist, ist die elastische Dichthülse aufgrund ihrer Vorspannung von der Gleitlagerhülse zurückgezogen, so daß das Innenrohr frei bewegbar ist, ohne daß es zu einer Abnutzung der Dichthülse kommt. Im stationären Zustand, etwa beim Filtrationsprozeß, kann die Dichthülse dagegen radial mit beliebigem Druck an die Gleitlagerhülse angepreßt werden, so daß selbst bei einer gewissen Verschmutzung der Berührungsflächen eine ausreichende Dichtigkeit gewährleistet ist.
Der Erfindung zufolge kann die Dichthülse in entspanntem Zustand vollständig innerhalb der Umfangsnut liegen. Auf diese Weise kann bei der Fertigung ein eindeutig definiertes Spiel zwischen Innen- und Außenrohr, wie es für eine leichte Verfahrbarkeit des Innenrohres notwendig ist, vorgegeben werden. Da die Dichthülse in entspanntem Zustand nicht aus der Umfangsnut herausragt, können sich an ihren Rändern beim Verfahren des Innenrohres keine Feststoffpartikel sammeln, wodurch die Berührungsflächen weitgehend sauber bleiben. Außerdem können sich bei einem Verfahren allenfalls Gleitlagerhülse und Innenrohr direkt berühren, während die Dichthülse vor jedem Abrieb geschützt ist.
In Ausgestaltung der Erfindung kann der Druckraum in der Längsmitte der Dichthülse angeordnet und in Achsrichtung wesentlich schmaler als die Dichthülse sein.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß die Dichthülse vom Druckraum her nur an ihrer Längsmitte gegen die Gleitlagerhülse gepreßt wird, während die Ränder innerhalb der Umfangsnut auf dem Innenrohr liegen bleiben.
Gemäß einer sehr zweckmäßigen Ausführungsform kann der Erfindung zufolge vorgesehen werden, daß die Dichthülse an ihren Rändern'von je einem Spanngurt eingespannt ist, wobei der Druckraum ausschließlich von einer tiefen Umfangsnut des Innenrohres gebildet sein kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Druckraum aus zwei U-förmigen, mit ihren Öffnungen gegeneinander gerichteten Dachmanschetten-Dichtringen gebildet sein, die in einer tiefen Umfangsnut des Innenrohres angeordnet sind und mit ihren als Dichtlippen ausgebildeten U-Schenkeln einerseits an der Dichthülse und andrerseits am Grund der tiefen Umfangsnut anliegen. Bei dieser Ausgestaltung werden genormte, handelsübliche Dichtringe benutzt. Da der Druckraum von den beiden Dachmanschetten-Dichtringen in Verbindung mit der Innenseite der Dichthülse gebildet wird, also kein geschlossenes Rohr oder dgl. vorliegt, ergibt sich eine leichte Verformbarkeit in radialer Richtung, so daß geringe Arbeitsdrücke für eine ausreichende Dichtwirkung genügen.
Schließlich kann der Erfindung zufolge der Druckraum ein einstückiger Blähschlauch sein. Bei dieser Ausführungsform kann der Blähschlauch relativ dünne Wandungen besitzen, da er durch die tiefe Umfangsnut und die Dichthülse allseitig umschlossen ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 einen Rohrdruckfilter während eines Filtrationsvorganges, Fig. 2 den Rohrdruckfilter beim Auspressen des Filterkuchens, Fig. 3 den Rohrdruckfilter beim Abspritzen der Filtermittel, Fig. 4 die Dichteinrichtungen des Rohrdruckfilters zwischen Außenrohr und Innenrohr gemäß einem Ausschnitt IV in Fig. 1 und Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Dichteinrichtung.
Fig. 1 zeigt einen Rohrdruckfilter 1, welcher aus einem vertikalen, stationären Außenrohr 2 und einem nach unten ausfahrbaren, mit Filtermitteln 3, z. B. Filtertuch, überzogenen Innenrohr 4 besteht. Dem Rohrdruckfilter 1 wird über eine Pumpe 5 die zu filternde Trübe zugeführt, welche zunächst durch eine Trübeeinlaßöffnung 6 in den Filterkuchenraum 7 eintritt, die Filtermittel 3 passiert und in von Feststoffen befreitem Zustand den Rohrdruckfilter 1 über die Ablaßleitung 8 verläßt. Zur Abdichtung des Filterkuchenraumes 7 dienen beim Filtrationsvorgang die Dichtungspakete 9, 10, sowie die steuerbaren Dichtungen 11, 12, welche über die Zuleitungen 13, 14 mit einem Druckmedium, z. B. Druckluft, beaufschlagt sind.
Nach einem Filtrationsvorgang kann das Innenrohr 4 über einen Kolben 15 verschoben werden, welcher über die Pumpe 16 sowie die Umschalteinrichtung 17 betätigt wird.
Vor einem Verfahren des Innenrohres 4 werden dabei die Zuleitungen 13, 14 und damit die Steuerbaren Dichtungen 11, 12 von Druck entlastet, so daß letztere sich radial zusammenziehen und sich von zugeordneten Gleitlagerhülsen 18, 19 abheben. Von daher ist ein freies Verfahren des Innenrohres 4 ohne eine Abnutzung der Dichtungen 11, 12 möglich.
Nach dem Filtrationsvorgang kann das Innenrohr 4 zunächst in eine mittlere Position abwärts gefahren werden, bei der die Trübeeinlaßöffnung 6 durch die untere Gleitlagerhülse 19 verschlossen ist. Auf diese Weise kann ein inzwischen entstandener Filterkuchen 20 mit Hilfe einer dünnen, schlauchförmigen Membran 21 unter hohem Druck ausgepreßt werden, ohne daß die Membran 21 im Bereich der Trübeeinlaßöffnung 6 beschädigt wird. Die.' Druckbeaufschlagung der Membran 21 erfolgt über eine Zuleitung 22., vorzugsweise mit Druckwasser,bei einem Druck bis zu hundert bar. Die Zuleitung 22 führt in einen Preßmediumraum 23. Die Enden der schlauchförmigen Membran 21 sind jeweils zwischen den Gleitlagerhülsen 18, 19 und den Dichtungspaketen 9, 10 sicher befestigt, wodurch gleichzeitig ein einwandfreier Druckabschluß des Preßmediumraumes 23 gegeben ist.
Nach einem erneuten Lösen der steuerbaren Dichtungen 11, 12 kann zunächst die Membran 21 durch Anlegen von Unterdruck an den Preßmediumraum 23 von dem komprimierten Filterkuchen 20 leicht abgelöst werden und kann das Innenrohr 4 nunmehr nahezu vollständig aus dem Außenrohr 2 nach unten heraus verfahren werden, um den Filterkuchen 20 abzuwerfen. Anschließend kann, wie in Fig. 3 gezeigt, eine Reinigung der Filtermittel 3 durch eine Abspritzeinrichtung 24 erfolgen, welche über die Zuleitung 25 unter hohem Druck mit Wasser beaufschlagt ist. Um eine Verschmutzung der Umgebung zu verhindern, ist das Innenrohr 4 während des Abspritzvorganges von einem Spritzschutz 26 umgeben, dessen Unterkante wiederum durch die steuerbare Dichtung 12 abgedichtet werden kann.
Auch der Innenraum des Außenrohres 2 kann über die Dichtung 11 vor einer Verschmutzung geschützt werden.
Während eines vollständigen Arbeitsganges wird also das Innenrohr mehrfach gegenüber dem Außenrohr verfahren, so daß der Einbau steuerbarer Dichtungen 11, 12 von großer Bedeutung für eine dauerhafte Abdichtung des Rohrdruckfilters 1 ist.
Fig. 4 zeigt im Detail den Aufbau der oberen Dichtungen 9 und 11. Das Dichtungspaket 9 besteht aus zwei Gruppen von V-förmigen Dachmanschetten-Dichtringen 27, die in V-Nuten 28 eines mittleren Stützringes 29 eingreifen und mit ihren V-Spitzen gruppenweise gegeneinander gerichtet sind. Dieses Paket aus Dachmanschetten-Dichtringen 27 ist in einer stufenförmigen Erweiterung 30 des Außenrohres 2 eingelegt und ist mittels eines, z. B. durch Schrauben 31 anziehbaren, Preßringes 32 in axialer Richtung komprimierbar, da sich das Paket 9 auf der gegenüberliegenden Seite auf einer Ringschulter 33 abstütwzt. Das Dichtungspaket 9 erfährt auf diese Weise eine nach innen gerichtete, radiale Verformung, wodurch das Ende der schlauchförmigen Membran 21 gegen die Gleitlagerhülse 18 gepreßt wird, Entsprechend der Ausrichtung der V-Spitzen wirkt das erste, innenliegende Paket von Dichtringen 27 vornehmlich bei Uberdruck im Preßmediumraum 23, das andere demgegenüber bei Unterdruck als Dichtung.
Die steuerbare Dichtung 11 besteht aus einer versenkt und stramm in einer Umfangsnut 34 des Innenrohres 4 liegenden, elastischen Dichthülse 35, hiner deren mittlerem Bereich eine tiefere Umfangsnut 36 liegt, die einen Druckraum 37 bildet. In dem gezeigten Beispiel nach Fig. 4 liegen im Druckraum 37 zwei U-förmige, mit ihren Öffnungen gegeneinander gerichtete Dachmanschetten-Dichtringe 38, die mit ihren als Dichtlippen ausgebildeten U-Schenkeln 39 einerseits an der Dichthülse 35 und andererseits am Grund der tiefen Umfangsnut 36 anliegen.
Wenn, wie in Fig. 4 gezeigt, der Druckraum 37 über die Zuleitung 13 mit Druck beaufschlagt wird, so wird die Dichthülse 35 radial an die Gleitlagerhülse 18 angepreßt und wirkt als Dichtung für den Filterkuchenraum 7. Wird der Druckraum 37 dagegen entlastet, so zieht sich die Dichthülse 35 vollständig in die Umfangsnut 34 zurück, womit zwischen Gleitlagerhülse.18 und Innenrohr 4 ein.
hinreichendes Spiel 40 für eine freie Beweglichkeit des Innenrohres 4 entsteht. Im entspannten Zustand können sich allenfalls die Gleitlagerhülse 18 und das Innenrohr 4 direkt berühren, so daß bei einer Längsverschiebung des Innenrohres 4 die Dichthülse 35 keinem Verschleiß unterworfen ist. Das Spiel 40 ermöglicht im übrigen bei einer Entlüftung des Druckraumes 37 das Eindringen von Luft zwischen die Membran 21 und den Filterkuchen 20. Da der Druckraum 37 in der Längsmitte der Dichthülse 35 angeordnet und in Achsrichtung wesentlich schmaler als die Dichthülse 35 ist, liegt diese mit ihren Außenrändern immer fest in der Umfangsnut 34, wodurch eine ständige einwandfreie Abdichtung des Druckraumes 37 gewährleistet ist. Zur Fixierung der Außenränder der Dichthülse 35 können zusätzlich Spanngurte 41 aus Metall, Kunststoffasern oder dgl. vorgesehen sein. In diesem Fall kann der Einbau von Dachmanschetten-Dichtringen 38 sogar entfallen, so daß die leere Umfangsnut#36 den Druckraum 37 bildet.
Anstelle der beiden ~Manschetten 38 kann auch ein einstückiger Blähschlauch 42 gemäß Fig. 5 in der Nut 36 vorgesehen sein.

Claims

Patentansprüche 1. Rohrdruckfilter, bestehend aus einem vertikalen, stationären Außenrohr, aus einem nach unten ausfahrbaren, mit Filtermitteln überzogenen Innenrohr und aus einer mit ihren Enden am Außenrohr fest angebrachten, schlauchförmigen Membran, die die von Außen- und Innenrohr gebildete Ringkammer in einen Filterkuchenraum und einen Preßmediumraum unterteilt, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr ( 2 ) an beiden Enden je eine Gleitlagerhülse ( 18, 19 ) für das Innenrohr ( 4 ) aufweist, zwischen der und dem Außenrohr ( 2 ) jeweils ein Ende der schlauchförmigen Membran ( 21 ) dicht eingespannt ist und gegen deren Innenringfläche jeweils eine am Innenrohr ( 4 ) angeordnete, steuerbare Dichtung ( 11, 12 ) anpreßbar ist, welche betriebsmäßig in radialer Richtung spannbar bzw. entspannbar ist.
2. Rohrdruckfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Außenrohr ( 2 ) und den an den Gleitlagerhülsen ( 18, 19 )anliegenden Enden der Schlauchmembran ( 21 ) ein elastisches, umlaufendes Dichtungspaket ( 9, 10 ) angeordnet ist, welches durch einen Preßring ( 32 ) in axialer Richtung komprimierbar ist.
3. Rohrdruckfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (2) an seinen Enden stufenförmig erweitert ist, daß die Dichtungspakete (9, 10) in diesen Erweiterungen (30) angeordnet sind und sich jeweils auf einer Ringschulter (33) abstützen, gegen die- sie mittels des Preßringes (32) anziehbar sind.
4. Rohrdruckfilter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungspakete (9, 10) jeweils aus einem mittleren Stützring (29), der an seiner Ober-und Unterseite V-förmig profiliert ist, und aus zwei Gruppen von V-förmigen Dachmanschetten-Dichtringen (27) bestehen, die in die V-Nuten des Stützringes (29) eingreifen und mit ihren V-Spitzen gruppenweise gegeneinander gerichtet sind.
5. Rohrdruckfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbaren Dichtungen (11, 12) jeweils aus einer versenkt und stramm in einer Umfangsnut (34) des Innenrohres (4) liegenden, elastischen Dichthülse (35) bestehen, welche von einem rtlckwärtigen, im Innenrohr (4) angeordneten Druckraum (37) aus beaufschlagbar und radial an die Gleitlagerhülse (18, 19) anpreßbar ist.
6. Rohrdruckfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichthülse (35) in entspanntem Zustand vollständig innerhalb der Umfangsnut (34) liegt.
7. Rohrdruckfilter nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (37) in der Längsmitte der Dichthülse (35) angeordnet und in Achsrichtung wesentlich schmaler als die Dichthülse (35) ist.
8. Rohrdruckfilter nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichthülse (35) an ihren Rändern von je einem Spanngurt (41) eingespannt ist.
9. Rohrdruckfilter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (37) von einer tiefen Umfangsnut (36) des Innenrohres (4) gebildet ist.
10. Rohrdruckfilter nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (37) aus zwei U-förmigen, mit ihren Öffnungen gegeneinander gerichteten Dachmanschetten-Dichtringen (38) gebildet ist, die in einer tiefen Umfangsnut (36) des Innenrohres (4) angeordnet sind und mit ihren als Dichtlippen ausgebildeten U-Schenkeln (39) einerseits an der Dichthülse (35) und andererseits am Grund der tiefen Umfangsnut (36) anliegen.
11. Rohrdruckfilter nach einem. der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (37) von einem einstückigen Blähschlauch (42) gebildet ist.