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Filtrieranlage mit stehenden Filterplatten und liegendem Rührwerk
zur periodischen Auswaschung und selbsttätigen Austragung des Filterrückstandes.
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Vorliegende Erfindung beruht auf dem Prinzip der Verdrängung des
neben dem Filterrückstand in der Filtrieranlage noch ungetrennt vorhandenen Filtriergutes
durch übergeschichtetes Waschwasser, womit eine Vermengung des letzteren mit dem
Filtriergut weitgehendst vermieden wird. Dies wird erreicht durch Verwendung eines
Schwimmbrettes behufs Ausbreitung der einfließenden Flüssigkeiten an der Oberfläche
des Inhaltes der eigentlichen Filtriervorrichtung und eines Schutzschildes vor dem
Waschwasseraustritt behufs Verhinderung von Strudelbildung sowie durch raschen Auslauf
zur Verhütung erheblicher Diffusion und Erzielung gleichmäßiger Aussüßung. Filterrabmen
kommen in Wegfall. Die Filtratabläufe der einzelnen Filterplatten sind getrennt
gehalten, so daß der Gang jeder Platte kontrolliert werden kann. Die Zwischenräume
zwischen den Platten sind gleichmäßig weit nach oben und unten offen, wodurch ein
Abschwemmen des Filterrückstandes erleichtert und die Anordnung einer Abstreifvorrichtung
und damit das Abwerfen des Filterrückstandes ermöglicht wird für Fälle, wo er zähe
an den Filtern haftet, und wo er ohne Verwässerung gewonnen werden soll.
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Durch Anordnung von zu einer Vakuumleitung führenden Rohranschlüssen
am höchsten und von Abfallrohren mit Syphonabschluß am tiefsten Punkt der Filterplatten
wird der hydrostatische Druck auf die Filter während Filtration und Aussüßung, auch
bei variierendem Vakuum, absolut konstant gehalten, solange dieses den Unterschied
zwischen den Flüqsigkeitsspiegeln von Filtriergut und Filtrat nicht unterschreitet.
Dies ist wichtig, da bekanntlich Filter, nachdem sie einmal unter höherem Druck
gestanden haben, bei niederem Druck später schlechter laufen.
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Dieser Filtrierdruck läßt sich durch Änderung der Abf allrohrlängen
(I bis 8 m) der jeweiligen Filtrierbarkeit des Filtriergutes anpassen. Da er auf
alle Punkte der Filterfläche genau gleich stark wirkt, was bei keiner der bekannten
Plattenfilteranlagen zutrifft, wird eine gleichmäßige Ablagerung des Rückstandes
auf den Filtern erzielt. Dabei hilft ein während der Filtration mäßig rasch drehendes
Rührwcrk mit. Auch wird durch das beschriebene Uberschichtungs- und Verdrängungsverfahren,
wobei der Filterbelag beständig von Flüssigkeit bedeckt bleibt, infolge des Filterdruckes
und des hydraulischen Auftriebs rißfreies Festhaften des Rückstandes an den Filtern
bewirkt. Rißbildung und selbst Heruntersinken des Rückstandes vom Filter wird vielfach
an modernen Filtrieranlagen beobachtet, weil eben der Rückstand nicht beständig
mit Flüssigkeit bedeckt bleibt. Dem Heruntersinken suchen zwar beispielsweise K
ell ey und Sweetland durch Anpressen des Rückstandes mit Luft und Moore durch Ansaugen
mittels des Vakuums zu begegnen.
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Auch in bezug auf die Austragung des Filterrückstandes ist den eben
erwähnten Anlagen die vorliegende insofern überlegen, als die; hier ohne Öffnen
und Ausfahren erfolgt.
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Während dort das Ablösen des Rückstandes außerhalb der Presse und
das Abwerfen auf
den Boden unter Verspritzen bewirkt wird, schafft
hier das Rührwerk den Rückstand, je nach Wunsch entweder in Wasch- oder Leitungswasser
aufgeschlemmt oder endlich unter Betätigung des Abstreichers, unverwässert in angeteigtem
Zustande an eine gewünschte Stelle.
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In der beiliegenden Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in zwei
beispielsweisen Ausführungsformen dargestellt. Fig. I zeigt eine Filtrieranlage
in schematischer Darstellung in Ansicht von vorne; die Fig. 2 und 3 sind eine teilweise
gebrochene Vorderansicht bzw. eine Draufsicht des Filtrierkastens in größerem Maßstabe;
Fig. 4 zeigt den Kastenauslauf im Schnitt nach Linie I-I der Fig. 2, Fig. 5 einen
senkrechten Schnitt durch die Plattenmitte; die Fig. 6 und 7 sind gebrochene Ansichten
des Abstreichers von oben bzw. von der Seite und Fig. 8 eine zweite Ausführungsform
des Filtrierkastens.
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Ein oben offener Kasten, dessen Bodenb muldenförmig ausgebaucht und
nach vorn schwach geneigt ist (Fig. 4), ruht einerseits auf einer Mauer c, anderseits
auf einer Schiene d, der zwei Pfeiler e und e' als Stützen dienen. An der tiefsten
Stelle der Mulde b ist ein Stutzen f mit Schieber g angeordnet, an den ein im Stutzenende
drehbarer Rohrwinkel h anschließt. In der Mulde b liegt ferner ein in Stopfbüchsen
i und i' wagerecht gelagertes Rührwerk k, auf dessen Achse Riemenscheiben I aufgekeilt
sind, die eine Änderung der Drehbewegung in bezug auf Geschwindigkeit und Drehsinn
ermöglichen sollen. Ein am einen der Rührwerkschläger angeordneter Schild k' ist
dazu bestimmt, den senkrechten Eintritt zum Stutzen f beim Ausfließen des Kasteninhaltes
abzudecken. Im Kasten n sind, in beliebig zu variierender Anzahl, Filterplatten
m hochkant gestellt, die mit Filtertüchern bespannt sind und die bekannten Rillen
pa und Bohrungen o und o', außerdem noch zwei Rohranschlüsse aufweisen, von denen
der obere #, an die obere Bohrung o anschließend, mit einem Sammelrohr q, der untere
r mit einem Rohr s mit zum Syphon ausgebildetem Ende lösbar verbunden ist. Das Sammelrohr
q steht einerseits mit einem Vakuum, anderseits mit der Außenluft in Verbindung.
Behufs Abdichtung beim Einsetzen der Filterplatten m in den Filtrierkasten n besitzen
die Rohre r konische Muffen t, womit sie durch entsprechende Löcher t' im Kastenboden
greifen. An einem Gestänge u (Fig. 6 und 7), dem auf den Schmalseiten der Filterplatten
anliegende Rollen v als Führung dienen, sind je zwei Drähte u derart eingespannt,
daß bei Auf- und Abwärtsbewegen eines die oberen Enden dersämtlichen Gestänge verbindenden
(nicht gezeichneten) Rahmens die Drähte dicht an den Filtern vorbeigeführt werden
können.
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Auf dem Boden A sind die beiden Trichter x und kl sowie eine Rinnex"
aufgestellt zur Aufnahme des dem Stutzen g bei den Stellungen h, h' hzw. h" des
Rohrwinkels entfließenden Materials. Die Trichter x und x' münden in zwei Behälter
B bzw. C, deren Inhalt mittels Zentrifugalpumpen durch die Rohrleitungen y bzw.,
y'gehoben und dem Kasten n in der Weise zugeführt wird, daß er auf ein auf den Platten
in liegendes Brett z prallt und sich, ruhig über den Brettrand abfließend, gleichmäßig
in den Kastena ergießt, wobei schließlich das Brett z zum - Schwimmen kommt, in
die Leitungen und y' eingeschaltete Schwimmerhähne in Tätigkeit treten und den ferneren
Zufluß regulieren. Eine Rinne xl" endlich dient der Wegleitung-der von sämtlichen
Rohren s abfließenden Flüssigkeit.
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Eine zweite, in Fig. 8 im senkrechten Schnitt dargestellte Ausführungsform
des Filtrierkastens ist in armiertem-Beton gedacht. Ein auf dem Boden A mit Längsmauern
a" aufsitzender Kasten a' mit der Mulde b' ist an Stelle von Platten m mit den bekannten
Filtriersteinenm' beschickt, die oben und unten die Rohranschlüsse »'und s' aufweisen,
während in der Mulde b' ein Rührwerk k' gelagert ist.
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Der Betrieb der beschriebenen Filtrieranlagen beginnt mit dem Einsetzen
der mit Filtertuch bespannten Platten in bzw. Filtersteine in', Verschließen des
Schiebers g und Füllen des Kastens a mit Filtriergut durch die Zentrifugalpumpe
und Rohrleitung y aus Behälter B unter langsamer Betätigung des Rührwerkesh bzw.
k'. Der Schwimmerhahn wird dann den weiteren Zufluß von Filtriergut regulieren,
das sich über das Schwimmbrett z verbreitet und gleichmäßig dem Filtrierraum zufließt.
Nachdem die Verbindung des Rohres mit der Außenluft abg schlossen und der Hahn zum
Vakuum geöfi net worden, setzt kräftige Filtration ein, und die Filtrate aus sämtlichen
Platten in fließen durch die Rohre s und die Sammelrinne x"' ab. Beginnt das Filtrat
träge zu laufen, wird der Filtriergutzulauf abgestellt, aus Behälter C durch Leitung
y' Waschwasser in den Kasten a gepumpt, gleichzeitig Schieber g geöffnet, das Rührwerk
abgestellt und in die Lage gebracht, daß der Schildk' den senkrechten Zutritt zum
Stutzen f überdeckt. infolge des ruhigen Überschichtens des Waschwassers über das
noch zwischen den Platten in und ihren Rückstandsbelägen vorhandene Filtriergut
wird dieses ruhig und ohne Skudel-und Saugwirbelbildung durch den Rohrwinkel k nach
Behälter B abgedrängt und
der Rückstand gleichzeitig, ohne sein
Anhaften ungünstig zu beeinflussen, ausgewaschen.
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Ein Vermischen des Filtriergutes mit dem Waschwasser ist bei dieser
Arbeitsweisc zufolge der Unterschiede im spezifischen Gewicht nicht zu befürchten,
besonders wenn man zur Vergrößerung dieses UnterEchiedes das Waschwasser wärmer
hält, wodurch außerdem die Auswaschung beschleunigt wird. Ergeben Proben am Auslauf
des Rohres h den Übergang von Filtriergut in Wacchwasser, so wird der Schieber g
verschlossen und das Auswaschen noch so lange fortgesetzt, bis Proben an den Filtratausläufen
s die vollendete Aussüßung anzeigen. Die Waschwasserzufuhr wird nun abgestellt,
und das Herausschaffen des Filterrückstandes kann sodann, je nach der Natur desselben,
nach Wunsch auf verschiedene Arten erfolgen, und zwar I. wenn z. B. Rückstand und
Waschwasser wertlos sind, wird über dem Sammelrohre q das Vakuum abgeschlossen und
die Verbindung mit der Außenluft hergestellt, die Ausläufe der Rohre s mit Zapfen
verschlossen, durch kräftiges Rühren vor- und rückwärts der Rückstand von den Filtern
abgeschwemmt und nach Öffnen des Schiebers durch den nach Stellungh"gedrehten Rohrwinkel
und die Rinnex' die Aufschwemmung abgelassen; 2. wenn das Waschwasser wieder verwendet
werden soll, wird alles Waschwasser nach C abgelassen, der Schieber g vorübergehend
geschlossen, der Rohrwinkel nach Stellung h" gedreht, das Vakuum abgeschlossen,
Außenluft zutreten gelassen, der Kasten mit Leitungswasser gefüllt und weiter nach
I verfahren; 3. in Fällen endlich, wo der Rückstand möglichst unverwässert gewünscht
wird, verfährt man, wie unter 2 angegeben, bis zum Vakuumabschluß und Außenluftzutritt,
führt dann durch Heben und Senken der Gestängen und die Abstreicherdrähte w über
die Filter hin und her und versetzt das Rührwerk in lebhafte Tätigkeit, wodurch
der in die Mulde b abgeworfene Rückstand zum Fließen gebracht und durch den Schieber
g und die Rinne x" als Brei ausgetragen wird Aus vorstehender Beschreibung erhellt,
daß die eingangs erwähnten Errungenschaften und Vorzüge vor bereits bekannten modernen
Filtrieranlagen mit der vorliegenden-Erfindung sich leicht verwirklichen lassen.
Die eigentliche Filtrierkammer beansprucht wenig Raum.
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Infolge der ruhenden Lagerung der Platten bleiben die Filter möglichst
geschont, und die bisherigen Zeitverluste durch manuelle Bedienung, zumal beim Austragen
der Rückstände, sind behoben. Die Anzahl der Filterplatten kann der Natur des Filtriergutes
angepaßt und damit die Gesamtfilterokerfläche sowie die erforderlichen Zwischenräume
beliebig groß, jedenfalls im Verhältnis zur Grundfläche möglichst günstig gewählt
werden. Als weitere Vorteile seien noch die leichte Überwachbarlieit des Betriebes
und die Möglichkeit erwähnt, das Auswaschen mit bisher nicht erreichter Ökonomie
sowie die Austragung des Rückstandes ganz reinlich, sicher und ohne Verluste durchzuführen.
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PATEN-ANSPRÜCHE: I. Filtrieranlage mit stehenden Filterplatten und
liegendem Rührwf rk zur periodischen Auswaschung und selbsttätigen Austragung des
Filterrückstandes, dadurch gekennzeichnet, daß in einem oben offenen Kasten oben
mit Vakuum anschlüssen und unten mit hydraulisch schließenden Filiratausläufen verbundene
Filterplatten hochkant gestellt sind, während im muldenartig ausgebildeten Kastenboden
ein in bezug auf Schnelligkeit und Drehsinn verstellbares, liegendes Rührwerk gelagert
und ein Stutzen angeordnet ist, durch welchen, rachdem von oben dem Kasten zugeführtes
Filtriergut unter an allen Punkten gleichem und konstantem Druck und Betätigung
des Rührwerkes filtriert wurde, durch Überschichten von Waschflüssigkeit bei abgestelltem
Rührwerk zunächst der noch verbleibende Filtriergutrest abgedrängt und nach vollendeter
Auswaschung der Filterrückstand mittels beschleunigter Rührwerktätigkeit angerührt
und abgelassen wird.