DE3533038C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Nutschenfilter zur Filtration von Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten, mit einem Gehäuse mit einer Einlaßöffnung, mit einem Bodendeckel, mit einer über dem Bodendeckel liegenden Filterplatte, mit einem über der Filterplatte drehbar angeordneten Rührwerk, das mit einer hydraulischen Hebe- und Senkeinrichtung und mit Aus­ tragsgliedern versehen ist, die den Filterkuchen in den Be­ reich der Mitte der Filterplatte transportieren, und mit einer zentralen Auslaßöffnung und Auslaßleitung im Boden­ deckel, die mit einer Absperreinrichtung versehen ist.

Bekannte Nutschenfilter besitzen eine Austragsöffnung in der Umfangswand des Gehäuses, welches sich oberhalb der Filter­ platte befindet. Dabei schälen Austragsglieder an dem Rühr­ werk nach Beendigung des Arbeitsvorganges den Filterkuchen nach außen und schieben ihn über die Austragsöffnung aus. Nachteilig dabei ist jedoch, daß die Öffnung mindestens so hoch sein muß wie die Filterkuchenhöhe, d. h. sie muß relativ groß sein, was bei kleineren Durchmessern des Gehäuses zu Problemen führt. So kann sich während der Schweißarbeiten das Gehäuse verziehen, so daß es nicht mehr exakt rund ist. Dies bedeutet, daß in den Rändern des Behälters Filterkuchen­ reste verbleiben, da die Rührwerksflügel nicht exakt bis zum Rand gelangen können. Weiterhin ist von Nachteil, daß bei dieser Ausgestaltung der Behälterboden auf umständliche Wei­ se mit dem Gehäuse verbunden werden muß. Dabei besteht die Gefahr, daß Reste zurückbleiben, welche dann zwischen dem Bodendeckel und dem Gehäuse eingeklemmt werden.

Aus der als Gattungsbildner herangezogenen DE-OS 31 36 773 ist es bereits bei dem einangs erwähnten Nutschenfilter bekannt unter der Fil­ terplatte im zentralen Bereich, d. h. in der Längsachse des Nutschenfilters eine Auslaßöffnung mit einer Absperreinrich­ tung und eine Auslaßleitung anzuordnen.

Nachteilig dabei ist jedoch, daß hier entweder ein entspre­ chender Raum für den Filterkuchen verloren ist, oder zur Ein­ leitung des Austragens des Filterkuchens über die zentrale Auslaßöffnung eine hohe Druckdifferenz erforderlich ist, um einen Abtransport zu sichern, denn der Filterkuchen liegt als feste Masse über der Austragsöffnung. Außerdem ist der Austrag des Filterkuchens relativ aufwendig und unbefriedi­ gend.

In der DE-PS 12 98 081 ist ein weiterer Nutschenfilter beschrieben, wobei der Transport des Filterkuchens zur Auslaßöffnung hin über ein Rohr mit einer Förderschnecke erfolgt. Das Rohr läuft dabei als Balken um und fördert zum Zentrum. Im Zen­ trum befindet sich ein Teleskoprohr.

Nachteilig dabei ist jedoch, daß der Behälter ständig über die Auslaßleitung offen ist und entsprechend abgedichtet werden muß. Dies bedeutet einen hohen Aufwand, insbesondere auch deshalb, weil in einem derartigen Nutschenfilter häufig hochkorrosive und toxische Mittel behandelt werden und aus diesem Grunde hochwertige und teure Werkstoffe notwendig sind. Von Nachteil ist auch, daß durch diese Austragseinrich­ tung wertvoller Filtrierraum, d. h. Raum zur Aufnahme des Fil­ terkuchens, verloren ist. Außerdem befinden sich ein Getrie­ be u. a. Verschleißteile im Produktraum, wodurch die Vorrich­ tung störanfällig wird und der Wartungsaufwand für diesen komplizierten Aufbau relativ hoch ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Nutschenfilter der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem ein zentraler Austrag des Filterkuchens auf einfache Weise und ohne wesentliche Reduzierung der Filterfläche bei einfachem Aufbau möglich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in dem Gehäuse oder in der Auslaßleitung eine höhenverstellbare Bohreinrichtung angeordnet ist, die in aus- bzw. eingefahre­ ner Position bis in den Bereich der Auslaßöffnung bzw. bis in den Bereich der Oberkante des Filterkuchens reicht.

Durch die erfindungsgemäße Lösung steht für die Filtrierung nahezu die gesamte Querschnittfläche des Gehäuses zur Ver­ fügung. Zum Austragen des Filterkuchens nach einer entspre­ chenden Trocknung ist es lediglich erforderlich, die Bohrein­ richtung entsprechend zu betätigen. Durch die Bohreinrich­ tung wird eine Öffnung durch den Filterkuchen gebohrt, und zwar je nach Anordnung der Bohreinrichtung von oben oder von unten her. Durch die dabei entstandene Öffnung kann anschlie­ ßend über die Austragsglieder der Filterkuchen auf einfache Weise ausgetragen werden.

Die Bohreinrichtung kann dabei um die Rührwerkswelle oder in derem Inneren angeordnet sein, wobei die Bohreinrichtung höhenverstellbar zur Rühr­ werkswelle ist.

Auf diese Weise kann die Bohrerwelle für die Bohreinrichtung auf einfache Weise geführt und gelagert sein. Die Relativbe­ wegung zwischen der Rührwerkswelle und der Bohreinrichtung ist erforderlich, weil sich zu Beginn der Austragung des Filterkuchens die Rührwerkswelle mit ihren Rührbalken über, bzw. auf der Oberfläche des Filterkuchens befindet und erst durch die Bohreinrichtung ein Loch gebohrt werden muß. Erst danach wird das Rührwerk unter fortwährendem Drehen zum Aus­ tragen des Filterkuchens langsam abgesenkt.

Eine sehr vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann da­ rin bestehen, daß die Bohreinrichtung drehfest mit der Rührwerkswelle verbunden ist.

Auf diese Weise wird eine gesonderte Antriebseinrichtung für die Bohreinrichtung vermieden. Zum Bohren wird gleichzeitig die Antriebseinrichtung für das Rührwerk verwendet. Selbst­ verständlich ist im Rahmen der Erfindung jedoch auch ein gesonderter Antrieb möglich.

In einfacher Weise kann die Rührwerkswelle als Hohlwelle aus­ gebildet sein, wobei die Bohrerwelle für die Bohrein­ richtung im Inneren der Hohlwelle angeordnet ist.

Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, daß die Bohrer­ welle für die Bohreinrichtung in der hydraulischen Hebe- und Senkeinrichtung für die Rührwerkswelle gelagert ist.

Die hydraulische Hebe- und Senkeinrichtung weist vorteilhaft durch einen Hauptquerbalken miteinander verbundene Hydraulikzylinder auf, wobei die Bohrerwelle für die Bohreinrichtung zusammen mit einer Höhenverstelleinrichtung in dem Hauptquerbalken gelagert ist.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann vorge­ sehen sein, daß die Bohreinrichtung zusammen mit ihrer An­ triebseinrichtung in der Auslaßleitung angeordnet ist, wobei die Antriebseinrichtung über Halteglieder an der Innenwand der Auslaßleitung befestigt ist.

Eine dritte Ausführungsform kann darin bestehen, daß die Aus­ laßleitung mit einem Rohrknie versehen ist, das eine Öffnung in der Umfangswand aufweist, deren Achse koaxial zur Achse der Auslaßöffnung liegt, und daß durch die Öffnung die Boh­ rerwelle mit dem Bohrglied gesteckt ist.

Im Unterschied zu dem vorstehend genannten Ausführungsbei­ spiel ist hier die Antriebseinrichtung außerhalb der Aus­ tragsleitung angeordnet und kann damit leichter mit einer entsprechenden Antriebsenergie versorgt werden. Demgegenüber hat die vorstehend genannte Lösung den Vorteil, daß das Pro­ dukt nicht durch einen Rohrkrümmer umgelenkt werden muß und damit eine Verstopfungsgefahr verringert wird.

Das Rührwerk selbst kann von beliebiger Ausgestaltung sein. Es ist lediglich erforderlich, daß es Austragsglieder auf­ weist bzw. derart ausgestaltet ist, daß der abzuschälende Filterkuchen zur Gehäusemitte transportiert wird. Hierzu kann das Rührwerk mit Rührbalken in Spiralform versehen sein, die so ausgebildet sind, daß sie die in einer Drehrichtung über die Oberfläche des Fil­ terkuchens streichen und in der anderen Drehrichtung den Filterkuchen in Richtung auf die zentrale Auslaßöffnung fördern.

Die Absperreinrichtung kann in einfacher Weise ein Absperr­ ventil, z. B. ein Kugelhahn, sein. Bei einfachem Aufbau steht damit ein großer Öffnungsquerschnitt zur Verfügung. Außerdem ist ein Kugelhahn selbstreinigend und bedarf damit keiner Wartung.

Nachfolgend sind anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung prinzipmäßig beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Nutschenfilter vor Beginn des Filterkuchenaustrages;

Fig. 2 einen Längsschnitt in einer um 90° gedreh­ ten Lage gegenüber dem Schnitt nach der Fig. 1, wobei die Bohreinrichtung in Funktion ist;

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend dem wie in der Fig. 1, wobei das Rührwerk bereits den Fil­ terkuchen abschält und zur Austragsöffnung transportiert;

Fig. 4 den unteren Bereich eines Nutschenfilters mit einer anderen Bohreinrichtung;

Fig. 5 ebenfalls den unteren Bereich eines Nut­ schenfilters mit einer weiteren alterna­ tiven Lösung für eine Bohreinrichtung;

Fig. 6 eine Prinzipdarstellung der Rührbalkengeo­ metrie des Rührwerkes;

Fig. 7 einen vergrößerten Querschnitt durch einen Rührbalken beim Streichen der Oberfläche des Filterkuchens;

Fig. 8 einen Querschnitt durch einen Rührbalken beim Abschälen des Filterkuchens in Gegen­ richtung.

Der Nutschenfilter ist grundsätzlich von bekannter Bauart und Funktionsweise, weshalb nachfolgend nur die für die Erfindung wesentlichen Teile näher beschrieben werden.

Der Nutschenfilter weist ein rotationssymmetrisches Gehäuse 1 auf, mit einem unteren Bodendeckel 2, der auf beliebige Weise, z. B. über Klemmschrauben 3 mit dem Gehäuse verbun­ den ist. Über dem Bodendeckel 2 liegt auf Abstandsglieder 4 eine Filterplatte 5.

Über einen Zulauf 6 wird die zu behandelnde Flüssigkeit in das Innere des Gehäuses 1 eingebracht. Ausgepreßte Flüssig­ keit verläßt über einen Auslaß 7 in dem Bodendeckel 2 das Gehäuse.

Koaxial zur Längsachse des Gehäuses 1 befindet sich eine Rührwerkswelle 8 mit Querbalken 9 am unteren Ende. Die Rühr­ werkswelle 8 ist in einer Laterne 10 auf dem Gehäuse 1 gela­ gert und befestigt. Zu dessen Höhenverstellung dienen Hydrau­ likzylinder 11, welche seitlich angeordnet sind und über einen Hauptquerbalken 12 miteinander verbunden sind.

Die Rührwerkswelle 8 ist als Hohlwelle ausgebildet. In ihrem Inneren ist eine Bohrerwelle 13 geführt und gelagert, welche am oberen Ende ebenfalls in einem Querbalken 14 gelagert ist. An beiden Seiten des Querbalkens 14 greifen Kolbenstan­ gen 15 von Hydraulikzylindern 28 an. Die Hydraulikzylinder 28 sind an bzw. in dem Hauptquerbalken 12 befestigt. Die Rührwerkswelle wird in bekannter Weise durch einen Motor 17 in Drehung versetzt.

Am unteren Ende trägt die Bohrerwelle 13 als Bohreinrichtung 16 einen bügelförmigen Bohrer 18. Die Form des Bohrers 18 ist aus der Fig. 2 deutlich ersichtlich. In der Fig. 1 ist der Bohrer kaum erkennbar, weil er um 90° versetzt zwischen den Rührbalken 9 liegt. Zur besseren Verdeutlichung der Er­ findung ist ein Bügel des Bohrers 18 in der Fig. 1 jedoch gestrichelt angedeutet. Grundsätzlich ist die Form des Boh­ rers jedoch beliebig. Maßgeblich ist lediglich, daß er so ausgestaltet ist, daß er entsprechend rotierend den Filter­ kuchen 19 durchbohrt. Hierzu liegt er ebenfalls koaxial zur Längsachse und koaxial zu einer zentralen Auslaßöffnung 20 im Bodendeckel 2. An die zentrale Auslaßöffnung schließt sich eine Auslaßleitung 21 an, welche durch eine Absperrein­ richtung 22 absperrbar ist. Die Absperreinrichtung kann in einfacher Weise ein Kugelhahn sein.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Lösung funktioniert nun auf folgende Weise:

Nach Beendigung der Behandlung, wie z. B. Reinigen, Waschen, Filtern und Trocknen liegt auf der Filterplatte 5 ein Filter­ kuchen in einer Höhe von im allgemeinen 400-500 mm. Die Höhe des Filterkuchens erstreckt sich dabei im allgemeinen nahezu gleichmäßig über den ganzen Querschnitt des Gehäuses 1, was auch durch den Glattstreichvorgang mit den Rührbalken sicher­ gestellt ist. Diese Position ist in der Fig. 1 dargestellt. Dabei überstreicht das Rührwerk mit den Rührbalken die Ober­ fläche des Filterkuchens. In dieser Stellung wird dann die Bohreinrichtung 16 mit dem Bohrer 18 abgesenkt, wozu entspre­ chend die Rührwerkswelle 8 weiter rotiert. Aufgrund einer drehfesten Verbindung zwischen der Bohrerwelle 13 und der Rührwerkswelle 8 rotiert damit auch der Bohrer 18, wobei er gleichzeitig durch die Höhenverstelleinrichtung 28 nach unten bewegt wird. Die drehfeste Verbindung zwischen der Boh­ rerwelle 13 und der Rührwerkswelle 8 kann auf beliebige Wei­ se hergestellt werden und ist hier beispielsweise im Prinzip dargestellt. Hierzu besitzt die Rührwerkswelle 8 auf ihrer Unterseite zwei über den Umfang herausragende Anschläge 29 nach Art einer starren Kupplung (s. Fig. 3) zwischen denen der Bohrer 18, welcher mit der Bohrerwelle 13 verbunden ist, liegt. Durch die Drehung der Rührwerkswelle 8 wird damit auch der Bohrer 18 mitgenommen. Zur Absenkung der Bohrerwel­ le 13 und damit auch des Bohrers 18 werden die Kolben 15 der Hydraulikzylinder 28 entsprechend eingefahren. In der Fig. 2 ist die Position dargestellt, die der Bohrer einnimmt, wenn er ein Loch durch den Filterkuchen 19 gebohrt hat. Wäh­ rend dieser Zeit verbleibt das Rührwerk mit den Rührbalken 9 noch in seiner oberen Position auf dem Filterkuchen 19. Der Bohrer 18 kann im Bedarfsfall auch noch weiter nach unten bis in den Bereich der Auslaßleitung 21 bzw. des Kugelhahnes 22 abgesenkt werden. In dieser Position stört er den Abtrans­ port der abgeschälten Filterkuchenteile nicht. Weiterhin kann während der Weiterrotation des Bohrers auch das Loch auf einfache Weise offengehalten werden.

In der Fig. 3 ist eine Position dargestellt, in der das Rührwerk mit den Rührbalken 9 bereits teilweise abgesenkt ist und durch eine Umkehrung der Bewegungsrichtung Filter­ kuchenteile zum zentralen Bereich fördert, von wo aus diese in die Auslaßleitung fallen.

In der Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Bohreinrichtung 16 mit dem Bohrer 18 einen gesonder­ ten Antrieb aufweist. Wie ersichtlich, weist die Auslaßlei­ tung 21 ein Rohrknie 23 auf. Das Rohrknie 23 ist am Umfang mit einer Öffnung 24 versehen, deren Achse koaxial zur Achse der Auslaßöffnung 20 und damit auch koaxial zur Drehachse des Rührwerkes 8 und der Längsachse des Gehäuses 1 liegt. Durch die Öffnung 24 ist die Bohrerwelle 13 für den Bohrer 18 gesteckt. Eine Antriebseinheit 26 für die Bohreinrichtung 16 befindet sich außerhalb des Rohrknies 23. Die Öffnung 24 ist entsprechend abzudichten.

Wie in der Fig. 4 gestrichelt dargestellt ist, wird zum Ein­ bringen eines Loches in den Filterkuchen 19 die Bohrerwelle 13 des Bohrers 18 entsprechend axial nach oben geschoben, bis der Bohrer 18 bis zur Oberfläche des Filterkuchens 19 gelangt ist. Die axiale Verschiebung der Bohrerwelle 13 kann auf beliebige Weise, z. B. mechanisch, hydraulisch oder elek­ trisch erfolgen.

In der Fig. 5 ist eine Alternative zu der Fig. 4 darge­ stellt, wobei die Antriebseinrichtung 26 für den Bohrer 18 im Inneren der Auslaßleitung 21 angeordnet ist. Über Halte­ glieder 27 ist die Antriebseinrichtung 26 an der Auslaßlei­ tung 21 befestigt. Auch in diesem Falle ist die Bohrerwelle 13 axial in der Längsachse des Gehäuses 1 nach oben bei ge­ öffnetem Kugelhahn 22 verschiebbar und stellt damit eben­ falls ein Loch in dem Filterkuchen 19 her.

In der Fig. 6 ist beispielsweise die Geometrie der Rührbal­ ken 9 dargestellt. Wie ersichtlich, weisen sie eine Spiral­ form auf. Statt der dargestellten beiden einzelnen Balkentei­ le können selbstverständlich in einer ähnlichen Spiralform auch noch mehrere Rührbalken 9 angeordnet sein. Mit dieser speziellen Spiralform können die abgeschälten Filterkuchen­ teile nach innen transportiert werden.

Die Form der Rührbalken 9 ist in den Fig. 7 und 8 darge­ stellt. Wie ersichtlich, findet bei einer Drehrichtung der Rührbalken 9 in der in der Fig. 7 dargestellten Pfeilrich­ tung ein Glätten des Filterkuchens statt, wozu die Rührbal­ ken entsprechend an dem in dieser Bewegungsrichtung vorderen Ende abgerundet sind.

Wird die Drehrichtung der Rührwerkswelle 8 und damit auch der Rührbalken 9 umgekehrt, so findet ein Abschaben von Fil­ terkuchenteilen statt, wobei aufgrund der Spiralform ein Transport nach innen in Richtung auf die zentrale Öffnung hin stattfindet. Hierzu besitzen die Rührbalken 9 entspre­ chend an diesem Ende messerartige Kanten.

Während der Abschälbewegung wird die Rührwerkswelle 8 nach unten verschoben, wodurch der gesamte Filterkuchen ab- und ausgetragen wird.

Claims (9)

1. Nutschenfilter zur Filtration von Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten mit einem Gehäuse mit einer Einlaßöffnung, mit einem Bodendeckel, mit einer über dem Bodendeckel liegenden Filterplatte, mit einem über der Filterplatte drehbar ange­ ordneten Rührwerk, das mit einer hydraulischen Hebe- und Senkeinrichtung und mit Austragsgliedern versehen ist, die den Filterkuchen in den Bereich der Mitte der Filterplatte transportieren, und mit einer zentralen Auslaßöffnung und Aus­ laßleitung im Bodendeckel, die mit einer Absperreinrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (1) oder in der Auslaßleitung (21) eine höhen­ verstellbare Bohreinrichtung (16) angeordnet ist, die in aus- bzw. eingefahrener Position bis in den Bereich der Auslaßöff­ nung bzw. bis in den Bereich der Oberkante des Filterkuchens reicht.

2. Nutschenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohreinrichtung (16) um die Rührwerkswelle (8) oder in derem Inneren angeordnet ist, wobei die Bohreinrichtung (16) höhenverstellbar zur Rührwerkswelle (8) ist.

3. Nutschenfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohreinrichtung drehfest mit der Rührwerkswelle (8) ver­ bunden ist.

4. Nutschenfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührwerkswelle (8) als Hohlwelle ausgebildet ist, und daß die Bohrerwelle (13) für die Bohreinrichtung (16) im Inneren der Rührwerkswelle angeordnet ist.

5. Nutschenfilter nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrerwelle (13) für die Bohreinrichtung (16) in der hydraulischen Hebe- und Senkeinrichtung (11, 12) für die Rühr­ werkswelle (8) gelagert ist.

6. Nutschenfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Hebe- und Senkeinrichtung durch einen Haupt­ querbalken (12) miteinander verbundene Hydraulikzylinder (11) aufweist, un daß die Bohrerwelle (13) für die Bohr­ einrichtung (16) zusammen mit einer Höhenverstelleinrichtung (15, 16) in dem Hauptquerbalken (12) gelagert ist.

7. Nutschenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohreinrichtung (16) zusammen mit ihrer Antriebseinrich­ tung (26) in der Auslaßleitung (21) angeordnet ist, wobei die Antriebseinrichtung über Halteglieder (27) an der Innen­ wand der Auslaßleitung (21) befestigt ist.

8. Nutschenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßleitung (21) mit einem Rohrknie (23) versehen ist, das eine Öffnung (24) in der Umfangswand aufweist, deren Achse koaxial zur Achse der Auslaßöffnung (20) liegt, und daß durch die Öffnung die Bohrerwelle (13) mit dem Bohrglied (18) gesteckt ist.

9. Nutschenfilter nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk (8) mit Rührbalken (9) in Spiralform versehen ist, die so ausgebildet sind, daß sie in einer Drehrichtung über die Oberfläche des Filterkuchens streichen und in der anderen Drehrichtung den Filterkuchen in Richtung auf die zentrale Auslaßöffnung (20) fördern.