DE4005737A1 - Filtervorrichtung mit filterzylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung mit Filterzylin­ dern, bei der in einem mit einem Zulauf versehenen Behälter mehrere, eine Oberfläche aufweisende Filterzylinder vorgesehen sind, die an einem Ablauf angeschlossen sind, und bei der eine Einrichtung zum Bewegen von in dem Behälter befindlicher Flüssig­ keit entlang der Oberfläche der Filterzylinder vorgesehen ist.

Bei einer durch die Praxis bekannten Filtervorrichtung dieser Art hängen sehr viele, relativ dicht beieinander angeordnete Filterzylinder an einer Querplatte im Behälter. Dem Behälter wird von unten unter Druck zu filternde Flüssigkeit zugeführt, welche die Filterzylinder umströmt, wobei Filtrat in die Filter­ zylinder eintritt, das nach oben hin durch die Filterzylinder und aus dem Behälter abströmt. Für das richtige Arbeiten dieser Vorrichtung ist die Bildung einer Sedimentationsschicht auf den Filterzylindern und damit der sogenannte Trübenverlauf, z. B. der Druck der zugeführten Flüssigkeit, wichtig. Diese Filterung mittels Flüssigkeitsdruck und Sedimentationsschicht weist Nachteile auf, die beim Filtern unter Anwendung des Cross- Flow-Effektes nicht gegeben sind. Bei einer durch die Praxis bekannten Vorrichtung zum Filtern mittels Cross-Flow-Effekt befindet sich die zu filternde Flüssigkeit im wesentlichen drucklos zwischen einer Filterplatte und einer sich demgegenüber drehenden Rotorplatte.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Filtervorrichtung der eingangs genannten Art zum Filtern mittels Cross-Flow- Effekt geeignet auszubilden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist, diese Aufgabe lösend, dadurch gekennzeichnet, daß pro Filterzylinder mindestens ein Rührblatt entlang dem Filter­ zylinder verlaufend und quer zu dessen Oberfläche angeordnet zum angetriebenen Kreisen um den Filterzylinder vorgesehen ist.

Durch die kreisenden Rührblätter wird ein Cross-Flow-Effekt an der Oberfläche der Filterzylinder erzeugt, die im Aufbau und der Filterwirkung für das Filtern unter Cross-Flow-Effekt ausgelegt sind. Die Filtermittel der Filterzylinder sind in an sich bekannter Weise auf den Cross-Flow-Effekt abgestimmt. Das Rührblatt erzeugt eine Strömung der Flüssigkeit entlang der Oberfläche der Filterzylinder. Die Filterzylinder sind in der Regel länglich und können als hohle "Kerzen" bezeichnet werden. Es liegt eine äußerst einfache Filtervorrichtung mit Cross-Flow-Effekt vor. Je mehr Filterzylinder vorgesehen sind, desto mehr Filterfläche ist vorhanden. Das Rührblatt streicht relativ dicht an der Oberfläche des Filterzylinders vorbei und verhindert so eine Ablagerung von Filtergut.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn pro Filter­ zylinder mehr als zwei mit Abstand voneinander angeordnete Rührblätter vorgesehen sind. Die größere Anzahl von Rührblättern pro Filterzylinder verbessert den Cross-Flow-Effekt am Filter­ zylinder.

Besonders und zweckmäßig und vorteilhaft ist es auch, wenn das Rührblatt brettartig dünn ist und über den wesentlichen Teil seiner Länge eine Breite aufweist, die größer als ein Drittel des Durchmessers des Filterzylinders ist. Diese Dimen­ sionierung bringt eine Verbesserung des erwünschten Cross-Flow- Effektes.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es sodann, wenn der Zulauf beim oberen Bereich der Filterzylinder und der Ablauf unterhalb der Filterzylinder angeordnet ist. Die erfindungs­ gemäße Filtervorrichtung benötigt keine unter Druck stehende Flüssigkeit an den Filterzylindern und kann daher mit einem schwerkraftbedingten Durchlauf der Flüssigkeit bzw. des Fil­ trates arbeiten.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es noch, wenn der Abstand zwischen dem Filterzylinder und einer nahegelegenen Wand des Behälters auf die radiale Breite des Rührblattes abge­ stimmt ist und der Abstand zwischen dem Filterzylinder und der gegenüberliegenden Wand des Behälters mindestens doppelt so groß wie die radiale Breite des Rührblattes ist. Es wird der Behälter ausreichend klein gehalten und der Zufluß von Flüssigkeit hin zur Oberfläche des Filterzylinders verbessert und es werden die für den Cross-Flow-Effekt wichtigen Strö­ mungsverhältnisse um die Filterzylinder herum verbessert.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die mit den Rührblättern versehenen Filterzylinder auf einem Kreis angeordnet sind. Diese Anordnung ist raumsparend, verein­ facht die sonstigen Einrichtungen, die für den Betrieb der Filtervorrichtung nötig sind, und schafft für alle Filterzylin­ der gleiche Verhältnisse.

Eine besonders zweckmäßige und vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß in einem von den Filterzylin­ dern und den Rührblättern freien Raum des Behälters mittels eines Antriebes drehbare Mischflügel vorgesehen sind. Diese Mischflügel erzeugen eine allgemeine Turbulenz bzw. Vermischung im Behälter und verbessern dadurch das Ergebnis des Filterns mittels Cross-Flow-Effekt. Es wird eine Ansammlung von Feststoff im unteren Bereich des Behälters verhindert. Die Mischflügel sind in der Regel so ausgebildet und angeordnet, daß sie die im Behälter befindliche, mit Filtergut beladene Flüssigkeit von unten nach oben drücken.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es dabei, wenn zwei oder mehr Mischflügel mit Abstand voneinander entlang den Fil­ terzylindern angeordnet sind. Die Wirkung der Mischflügel wird durch diese Reihenanordnung verbessert.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn die Filterzylinder an einem unteren ortsfesten Endstück des Behälters vorgesehen sind und ein Behälterkorpus samt einem oberen Endstück des Behälters sowie die Rührblätter und deren Antriebseinrichtung an einer seitlich angeordneten Hubeinrichtung angebracht sind. Dies läßt es auf einfache Weise zu, zu Zwecken der Montage oder der Entfernung von angefallenem festen Filter­ gut in das Innere des Behälters zu gelangen.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es weiterhin, wenn eine oberhalb des Ablaufes angeordnete, die Filterzylinder tragende Platte als Filterplatte ausgebildet ist. Hierdurch wird die Filterleistung bzw. Arbeitsleistung der Filtervor­ richtung gesteigert.

Mit der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung lassen sich feste Stoffe von wässrigen Stoffen trennen und lassen sich flüssige Bestandteile verschiedenen Molekulargewichtes voneinander trennen. Primär dient die erfindungsgemäße Filtervorrichtung dem Eindicken einer Flüssigkeit, indem der in dem Behälter gefüllten Flüssig­ keit ein wässrig-flüssiger Bestandteil entzogen wird und die verdickte Flüssigkeit abgepumpt wird. Zum Beispiel läßt sich die Feststoff-Konzentration einer Suspension von 3 g/ltr auf 100 g/ltr erhöhen. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Vor­ richtung zum Eindicken einer mit Feststoff beladenen Flüssigkeit steht also im Vordergrund.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Er­ findung dargestellt und zwar in einem Schnitt eine Filtervor­ richtung mit Filterzylindern.

Die Filtervorrichtung gemäß Zeichnung weist unten vier Ständer 1 auf, von denen nur zwei gezeigt sind und die im Quadrat ange­ ordnet sind. Die Ständer 1 tragen einen kesselartigen Behälter 2, der mit einer vertikalen Mittelachse 3 angeordnet ist und dessen unteres Endstück 4 von den Ständern 1 abgestützt ist. Auf dem unteren Endstück 4 steht ein zylindrischer Behälter­ korpus 5, der ein oberes Endstück 6 trägt. Das untere Endstück 4 und der Behälterkorpus 5 sind mittels Flansch 7 miteinander lösbar verbunden. An dem Behälterkorpus 5 greift über zwei Arme 8 eine seitlich angeordnete Hubeinrichtung 9 an, die eine vertikal stehende Säule 10 und eine hydraulische Kolben-Zylinder- Einrichtung 11 umfaßt. Dem Behälter 2 wird Trübe bzw. zu fil­ ternde Flüssigkeit über einen Zulauf 12 zugeführt, der nahe dem oberen Ende des Behälterkorpus 5 angeordnet ist. Die her­ ausgefilterte Komponente bzw. das Filtrat wird über einen Ab­ lauf 13 abgelassen, der sich im untersten Bereich des unteren Endstückes 4 befindet. Es ist auch ein Ablaß 14 vorgesehen, über den das im Behälter verbleibende Filtergut abgepumpt werden kann.

Das untere Behälter-Endstück 4 ist nach oben hin durch eine waagerecht verlaufende Filterplatte 15 abgesperrt, die den Raum, der die zu filternde Flüssigkeit aufnimmt, von dem Raum trennt, in den das Filtrat strömt und an den der Ablauf 13 anschließt. Der Ablaß 14 ist nicht oberhalb der trennenden Platte angeordnet. Auf der quer verlaufenden, trennenden Platte 15 stehen vier Filterzylinder 16, von denen nur zwei gezeigt sind und die in einem Kreis angeordnet sind. Jeder Filterzylin­ der 16 ist nach oben hin geschlossen, ist unten zum Ablauf 13 hin offen und ist an der Zylinderfläche mit Filtermittel versehen. Um jeden Filterzylinder 16 herum sind vier Rührblätter 17 angeordnet, von denen nur zwei gezeigt sind, die unten kurz vor der quer verlaufenden Platte 15 enden und oberhalb des zugeordneten Filterzylinders an einem Tragstück 18 befestigt sind. Jedes Tragstück 18 sitzt an einer vertikalen Welle 19, die oben am Behälter 2 bzw. am oberen Endstück 4 gelagert ist. Dort ist auch eine Mittelwelle 20 gelagert, die entlang der Mittelachse 3 abwärts ragt und mit Abstand übereinander drei Gruppen von armartigen, länglichen Mischflügeln 21 trägt. Pro Gruppe sind in einer gemeinsamen Ebene vier Mischflügel 21 vorgesehen, von denen jeweils nur zwei gezeigt sind. Der Antrieb der Rührblätter 17 und der Mischflügel 21 erfolgt von einem Motor 22 her, der auf die Mittelwelle 20 arbeitet, die über ein Getriebe 23 mit den Wellen 19 verbunden ist. Es ist auch möglich, jeder Welle 19 einen eigenen Motor 24 zuzuordnen und die Mittelwelle 20 über ein Getriebe 25 von einer der seitlichen Wellen 19 her anzutreiben.

Claims (10)

1. Filtervorrichtung mit Filterzylindern, bei der in einem mit einem Zulauf versehenen Behälter mehrere, eine Oberfläche aufweisende Filterzylinder vorgesehen sind, die an einen Ablauf angeschlossen sind, und bei der eine Einrichtung zum Bewegen von in dem Behälter be­ findlicher Flüssigkeit entlang der Oberfläche der Filterzylin­ der vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß pro Filterzylinder (16) mindestens ein Rührblatt (17) ent­ lang dem Filterzylinder (16) verlaufend und quer zu dessen Oberfläche angeordnet zum angetriebenen (22, 23) Kreisen um den Filterzylinder (16) vorgesehen ist.

2. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß pro Filterzylinder (16) mehr als zwei mit Abstand voneinan­ der angeordnete Rührblätter (17) vorgesehen sind.

3. Filtervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührblatt (17) brettartig dünn ist und über den wesent­ lichen Teil seiner Länge eine Breite aufweist, die größer als ein Drittel des Durchmessers des Filterzylinders (16) ist.

4. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zulauf (12) beim oberen Bereich der Filter­ zylinder (16) und der Ablauf (13) unterhalb der Filterzylin­ der (16) angeordnet ist.

5. Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Filter­ zylinder (16) und einer nahegelegenen Wand des Behälters (2) auf die radiale Breite des Rührblattes (17) abgestimmt ist und der Abstand zwischen dem Filterzylinder (16) und der gegen­ überliegenden Wand mindestens doppelt so groß wie die radiale Breite des Rührblattes (17) ist.

6. Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Rührblättern (17) ver­ sehenen Filterzylinder (16) auf einem Kreis angeordnet sind.

7. Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem von den Filterzylindern (16) und den Rührblättern (17) freien Raum des Behälters (2) mittels eines Antriebes (22) drehbare Mischflügel (21) vorge­ sehen sind.

8. Filtervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Mischflügel (21) mit Abstand voneinander entlang den Filterzylinder (16) angeordnet sind.

9. Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterzylinder (16) an einem unteren ortsfesten Endstück (4) des Behälters (2) vorgesehen sind und ein Behälterkorpus (5) samt einem oberen Endstück (6) des Behälters (2) sowie die Rührblätter (17) und deren Antriebseinrichtung (22, 23) an einer seitlich angeordneten Hubeinrichtung (9) angebracht sind.

10. Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine oberhalb des Ablaufes (13) angeordnete, die Filterzylinder (16) tragende Platte als Filter­ platte (15) ausgebildet ist.