DE4230214A1 - Trenn- und Filtriervorrichtung zur Fest/Flüssigtrennung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Trenn- und Filtriervorrichtung zur Fest/Flüssigtrennung, insbesondere mit Schwerkraftfilte­ rung.

In der EP-B-0 347 445 beispielsweise ist ein Schwerkraft­ bandfilter zum Filtern von Feststoffpartikel enthaltenden Flüssigkeiten durch ein Filterband beschrieben, bei dem ein flüssigkeitsdurchlässiges Endlosband über Umlenkwalzen ange­ trieben wird und zusammen mit zwei abgedichtet angeordneten, umlaufenden Seitenscheiben einen muldenförmigen Filtrierraum bildet und Mitnehmerleisten vorgesehen sind, die das Austra­ gen von Filterkuchen aus dem muldenförmigen Filtrierraum un­ terstützen. Auf dem Endlosband kann als Trägerband ein von einer Vliesrolle abgezogenes Filtervlies anliegen und mit­ geführt werden. Alternativ ist das Endlosband ein poröses Filterband aus einem flexiblen, zugfesten, verschleißfesten Werkstoff, insbesondere ein Geflecht oder ein Gewebe aus Edelstahl oder kunststoffummantelten Drähten. Um das Filter­ band ausreichend zu führen, ist bei diesem Schwerkraftband­ filter eine Bandlaufsteuerung vorgesehen. Ein entsprechender Bandlaufregeler ist ziemlich kostspielig. Des weiteren ist das vorzugsweise aus Edelstahl hergestellte Endlosband der bekannten Filterkonstruktion mit einer aufwendigen Naht ver­ sehen, die ebenfalls kostspielig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Fest/Flüssigtrennung, insbesondere eine Filtriervorrich­ tung, zu schaffen, die einerseits relativ wenig Raum benö­ tigt und andererseits kostengünstig ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einer Trenn- und Fil­ triervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Eine erfindungsgemäße Trenn- und Filtriervorrichtung zur Fest/Flüssigtrennung, insbesondere mit Schwerkraftfilterung, umfaßt somit einen Filtrierraum, der eine über eine Zufüh­ rung zugeführte, zu trennende Fest/Flüssig-Mischung enthält. Ferner ist ein zwei Enden aufweisendes, reversierendes Fil­ terband vorgesehen, das für Flüssigkeiten permeabel und für Feststoffpartikel im wesentlichen impermeabel ist und eine der Begrenzungen des Filtrierraums im unteren Bereich bildet, wobei das Filtrat unterhalb des Filterbandes abgeführt wird. Mitnehmereinrichtungen unterstützen das Aus­ tragen von Filterkuchen mittels des Filterbandes aus dem Filtrierraum. Ferner weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Reinigungsvorrichtung für das Filterband auf.

Die erfindungsgemäße Trenn- und Filtriervorrichtung umfaßt somit kein Endlosband, sondern ein jeweils endseitig einge­ spanntes Band, das vor- und zurückläuft. Durch diese Band­ ausbildung wird nur eine geringe Vorspannkraft für das Band benötigt, die zum Abdichten des Filtrierraums ausreicht. Bei einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vor­ richtung sind die Enden des Filterbandes jeweils an einer Wickelwalze befestigt. Entsprechend wird der Filterkuchen in Austragsrichtung transportiert und im Bereich der austrags­ seitigen Wickelwalze vom Filterband abgestreift bzw. abgeführt. Der Austrag kann je nach Ausgestaltung der erfin­ dungsgemäßen Trenn- und Filtriervorrichtung stets nur in ei­ ner Richtung erfolgen. Dies kann sich z. B. aus räumlichen Randbedingungen ergeben. Alternativ ist es möglich, in bei­ den Richtungen einen Austrag des Filterkuchens aus dem Fil­ trierraum vorzusehen. Dementsprechend sind dann die Mitneh­ mereinrichtungen für den Betrieb bzw. zur Unterstützung des Austragens von Filterkuchen in beiden Richtungen ausgelegt.

Vorteilhaft ist je eine Reinigungsvorrichtung beidseitig des Filtrierraums vorgesehen. Durch diese wird am Band noch haf­ tender Filterkuchen von diesem entfernt. Die Reini­ gungsvorrichtung kann z. B. Reinigungsdüsen umfassen, die Fluid gegen das Band blasen, so daß dieses von der Sauber­ seite zur Schmutzseite hin vom Fluid durchströmt wird. Fer­ ner kann eine Ultraschall-Reinigungsvorrichtung vorgesehen sein.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Austragrichtung gesehen vor der Wickelwalze eine Um­ lenkeinrichtung, insbesondere Umlenkwalze, angeordnet. Zwi­ schen der Umlenkwalze und der Aufwickelwalze ist dann die Reinigungsvorrichtung und darunter eine Auffangeinrichtung für Feststoffe und/oder ablaufende, verschmutzte Reinigungs­ flüssigkeit vorgesehen.

Vorzugsweise ist wenigstens ein Abstreifer vorgesehen, der Feststoffpartikel vor dem Aufwickeln vom Band abstreift. Seine Aufgabe ist es zu verhindern, daß am Band Filterkuchen haftenbleibt, so daß kein verschmutztes Gewebe aufgewickelt wird. In Verbindung mit der oben stehenden Reinigungsvor­ richtung wird eine sehr wirksame Entfernung von Filterkuchen vom Band gewährleistet und auch aus den Bandporen etc., so daß das Band ohne jegliche Verschmutzung aufgewickelt wird und die Filtriereigenschaften auch bei Langzeitbetrieb bei­ behalten werden können.

Ein einfacherer Aufbau der Reinigungsvorrichtung ergibt sich, wenn die Reinigungsvorrichtung in Austragrichtung ge­ sehen vor dem Bereich angeordnet ist, bei dem der Filterku­ chen das Band verläßt. Bei dieser Anordnung wird der am Band haftende Filterkuchen in den Filtrierraum zurückgeführt, wo er erneut sedimentieren kann.

Selbstverständlich arbeiten die Reinigungseinrichtungen je­ weils nur an dem der Austragseite entgegengesetzten Ende, wo es noch nicht zu einer Sedimentation des Filterkuchens auf dem Band gekommen ist.

Der bereits erwähnte Abstreifer ist vorzugsweise selbst nachstellend ausgebildet, was z. B. durch sein Gewicht er­ reicht werden kann. Auf diese Weise kann sein Wirkungsgrad auch bei benutzungsbedingtem Verschleiß etwa gleichbleibend sein.

Vorzugsweise sind Einrichtungen für den Austrag des Filter­ kuchens beidseits des Filtrierraums vorgesehen. Auf diese Weise befindet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung bei beiden Bandantriebsrichtungen stets im Filtrierbetrieb, so daß es zu keiner Totzeit kommt. In diesem Fall sind die Bandantriebsgeschwindigkeiten in beiden Richtungen gleich und wie erwähnt die Mitnehmer für den Zweirichtungsbetrieb ausgelegt. Sie unterstützen dann den ausgetragenen Filterku­ chen in der jeweiligen Austragsrichtung und verhindern, daß dieser wieder zurück in den Filtrierraum rutscht.

Bei nur auf einer Seite der Vorrichtung vorgesehenem Austrag kann es gegebenenfalls zweckmäßig sein, den Bandlauf in der Austragrichtung mit anderer Geschwindigkeit als in der ent­ gegengesetzten Richtung vorzusehen. So könnte der Rücklauf des voll aufgewickelten Bandes beispielsweise schneller sein. Dies hängt jedoch von der Art der Flüssigkeit und der Feststoffpartikel, deren Körnigkeit, etc. ab.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann bei den verschieden­ sten Anordnungen eingesetzt werden, bei denen Feststoffpar­ tikel von Flüssigkeiten getrennt werden sollen. Sie kann beispielsweise lediglich den Boden eines Filtrierraums be­ grenzen, sie kann auch zumindest teilweise zwei Seiten eines Filtrierraums begrenzen, wobei entsprechende Abdichtungsein­ richtungen vorgesehen sein müssen. Des weiteren kann die Vorrichtung auch ähnlich wie bei dem eingangs erwähnten Schwerkraftbandfilter eingesetzt werden. Dann ist der Fil­ trierraum seitlich durch zwei abgedichtet angeordnete, um­ laufende Seitenscheiben begrenzt. Vorzugsweise sind die starr miteinander verbundenen Seitenscheiben in Tänzerkon­ struktion angeordnet, d. h. sie liegen frei auf dem Band auf, wobei ihr Eigengewicht allein schon ausreichend ist, um eine genügende Abdichtung vorzusehen (vgl. JP-A-49 85668). Bei der erfindungsgemäßen Bandanordnung ist die sich durch die Tänzerkonstruktion ergebende Vorspannkraft völlig ausreichend. Eine Kontrolle der Bandspannung und die sich so ergebende Nachspannung des Filterbandes entfallen.

Vorzugsweise sind bei der Seitenscheibenanordnung mit Tän­ zerkonstruktion die Mitnehmer leistenartig und zwischen den Seitenscheiben um ihre Achsen schwenkbar aufgehängt.

Ferner kann unterhalb des Filtrierraums eine Einrichtung zum Sammeln und Abführen des Filtrats angeordnet sein.

Die Zuführung der zu trennenden Fest/Flüssigkeit-Mischung erfolgt bei der erfindungsgemäßen Trenn- und Filtriervor­ richtung beispielsweise etwa in mittlerer Höhe, z. B. durch eine Hohlachse. Alternativ kann jedoch eine Zuführung von oben vorgesehen sein. Dies ist jeweils durch die konstrukti­ ven Gegebenheiten der Gesamtanordnung bedingt oder kann auch aufgrund weiterer Gegegebenheiten jeweils gewählt werden.

Die erfindungsgemäße Trenn- und Filtriervorrichtung ist sehr einfach aufgebaut und besteht aus wenigen Teilen. Dement­ sprechend kann sie sehr flexibel in bestehende Anlagen ein­ gebaut werden. Während sie sich in einfacher Ausgestaltung insbesondere zur Grobreinigung eignet, kann sie insbesondere auch bei der dem Abstreifer nachgeordneten Reinigungsvor­ richtung zur Feinfiltration eingesetzt werden.

Die Erfindung ist im folgenden weiter anhand der nachfolgen­ den Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele und der Zeichnung beschrieben. Die Ausführungsbeispiele dienen le­ diglich zu Erläuterungszwecken und sind als nicht einschrän­ kend anzusehen. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines ersten Ausfüh­ rungsbeispiels, wobei die eine Begrenzung des Fil­ trierraums zur Veranschaulichung fortgelassen ist und die Reinigungsvorrichtung den Filterkuchen wie­ der zurück in den Filtrierraum befördert, und

Fig. 2 eine Teilansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels mit einer anders ausgestatteten Reinigungsvorrich­ tung, bei der der Filterkuchen vom Band außerhalb des Filtrierraums in eine dazu vorgesehene Auffang­ vorrichtung befördert wird.

Die in Fig. 1 dargestellte Trenn- und Filtriervorrichtung umfaßt einen muldenförmigen Filtrierraum 2, der auf der Un­ terseite durch ein Filterband 12 begrenzt ist. Seitlich ist der Filtrierraum 2 durch Seitenscheiben begrenzt, von denen in Fig. 1 eine (4) dargestellt ist. Die Seitenscheiben 4 befin­ den sich in abdichtendem Eingriff mit dem Band 12, so daß Flüssigkeit aus dem Filtrierraum seitlich nicht entweichen kann. Die beiden starr miteinander verbundenen Seitenschei­ ben 4 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel um eine Drehachse 6 drehbar. Ihre Anordnung ist gemäß einer Tänzer­ konstruktion, d. h. sie liegen im wesentlichen frei auf dem Band 12 auf, wodurch Wartungs- und Montagearbeiten am Band wesentlich erleichtert sind. Das Gewicht der Seitenscheiben 4 gewährleistet eine ausreichende Stabilität und Abdichtung.

Das Band 12 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel aus ei­ nem metallischen korrosionsfesten Gittergeflecht bzw. -gewebe, vorzugsweise aus Edelstahl. Es ist mit seinen Enden jeweils bei 14 bzw. 16 an einer Wickelwalze 18 bzw. 20 be­ festigt. Die beiden Wickelwalzen 18, 20 sind gleichsinnig antreibbar. Gewöhnlich arbeitet die Aufwickelwalze, bis das Band 12 so weit möglich auf ihr aufgewickelt ist und an­ schließend erfolgt der Bandvorschub in umgekehrter Richtung. Ein Leitblech bzw. eine Auffangeinrichtung zum Sammeln und Abführen des Filtrats bzw. als Spritzschutz ist bei 22 ange­ deutet.

Im Filtrierraum 2 sind Mitnehmereinrichtungen 32 angeordnet, die im dargestellten Ausführungsbeispiel leistenartig ausge­ führt sind. Sie bewegen sich gleichzeitig mit dem Band 12 und unterstützen in bekannter Weise den Austrag des mit dem Band 12 entsprechend dessen Antrieb ausgetragenen Filterku­ chens. Sie sind mit Schubleisten 34 beidseits entsprechend den beiden Antriebsrichtungen des Bandes 12 versehen, die den Transport des Filterkuchens insbesondere bei höhergeleg­ ter Austragshöhe unterstützen. Die Schubleisten 34 verhin­ dern ein Herunterrutschen des Filterkuchens von den Mitneh­ merleisten 32 und erleichtern das Überführen auf den hori­ zontalen Bereich des Bandes 12 bei der Umlenkwalze 18 bzw. 20. Dies ist in Fig. 1 am Beispiel der Umlenkwalze 18 veran­ schaulicht.

Die Mitnehmerleisten 32 sind für den Zweirichtungsbetrieb sowie für die Übergabe bei den Aufwickelwalzen 18 bzw. 20 um eine Achse 36 schwenkbar. Die jeweils der in Funktion be­ findlichen Schubleiste 34 gegenüberliegende Schubleiste dient zur Abstützung der Mitnehmerleiste 32 und gelangen zur Anlage an das Band 12, das durch die Mitnehmerleisten 32 auf diese Weise abgestützt und stabilisiert wird.

Die eingesetzten Mitnehmerleisten 32 eignen sich besonders gut für den Einsatz in einem verhältnismäßig hohen und steilwandigen Filtrierraum. Sie sind so ausgebildet, daß sie am Band 12 von Muldenbeginn bis zur Höhe der Bandabwicklung in die schräge Richtung Kuchenaustrag bzw. Schlammabfuhr selbsthaltend anliegen.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Trenn- und Filtriervor­ richtung ist, abgesehen von der anderen Bandanordnung, wie bei der eingangs erwähnten EP-B-0 347 445. Der Bandantrieb ist somit jedenfalls in der Austragrichtung intermittierend, wobei der Startpunkt abhängig vom Flüssigkeitspegel oder Feststoffanfall im Filtrierraum gesteuert ist.

Beidseits des Filtrierraums 2 befindet sich unterhalb des Bandes 12 jeweils eine Reinigungsvorrichtung 42, bei der es sich im gezeigten Ausführungsbeispiel um eine Düsenanordnung handelt. Diese drückt im Band 12 sitzenden Filterkuchen in den Filtrierraum 2 zurück, selbstverständlich jeweils nur auf der der Austragseite entgegengesetzten Seite.

Eine Abstreifeinrichtung 26, bei der es sich im dargestell­ ten Ausführungsbeispiel um eine Abstreifleiste handelt, streift von der oberen Seite des Bandes noch haftenden Fil­ terkuchen ab.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungs­ gemäßen Trenn- und Filtervorrichtung, jedoch aus Veranschau­ lichungszwecken nur in Teilansicht. Soweit die Teile diesel­ ben wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen sind, sind sie mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Das erste und zweite Ausführungsbeispiel unterscheiden sich in der Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung. Bei dem Ausfüh­ rungsbeispiel gemäß Fig. 2 werden die noch am Band 12 haf­ tenden Feststoffpartikel nicht in den Filtrierraum 2 zurück­ transportiert, sondern in eine hierzu speziell vorgesehene Auffangeinrichtung 44 befördert, bei der es sich z. B. um eine Rinne handelt. Bei dieser Anordnung ist die Wickelwalze 18 und selbstverständlich dann auch entsprechend die nicht dargestellte Wickelwalze 20 vom Filtrierraum fort angeord­ net. An ihre Stelle tritt eine Umlenkwalze 46, die bis auf die Aufwickel- und Antriebsfunktion sämtliche übrigen Funk­ tionen der Wickelwalze 18 im Austragbereich des Bandes 12 übernimmt. Bei Verlassen der Umlenkwalze 46 wird das Band 12 auf der Schmutzseite durch die Abstreifeinrichtung 26 von noch haftengebliebenem Filterkuchen befreit. Weiter unten, schon im Bereich der Auffangeinrichtung 44, zugleich ober­ halb der Wickelwalze 18 ist die Reinigungsvorrichtung 42 angeordnet. Sie drückt nicht abgestreifte Feststoffpartikel aus dem Band heraus. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß das Band 12 vollkommen gereinigt auf der Wickelwalze 18 auf­ gewickelt wird. Bei Einsatz einer so angeordneten Reini­ gungsvorrichtung kann ein Filterband für eine hohe Fil­ terfeinheit eingesetzt werden.

Vorstehend ist die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungs­ beispiele und ausgewählter Merkmale beschrieben und darge­ stellt worden. Selbstverständlich ist sie nicht auf diese Darstellung und die angegebenen Zahlenwerte beschränkt. Vielmehr können sämtliche Merkmale allein oder in beliebiger Kombination, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen, verwendet werden.

Claims (15)

1. Trenn- und Filtriervorrichtung zur Fest/Flüssigtrennung, insbesondere mit Schwerkraftfilterung, umfassend

• - einen Filtrierraum (2), der eine über eine Zuführung zu­ geführte, zu trennende Fest/Flüssig-Mischung enthält,
• - ein zwei Enden aufweisendes, reversierendes Filterband (12), das für Flüssigkeiten permeabel und für Feststoff­ partikel im wesentlichen impermeabel ist und eine der Begrenzungen des Filtrierraums (2) im unteren Bereich bildet, wobei das Filtrat unterhalb des Filterbandes ab­ geführt wird,
• - Mitnehmereinrichtungen (32), die das Austragen von Fil­ terkuchen mittels des Filterbandes aus dem Filtrierraum (2) unterstützen, und
• - eine Reinigungsvorrichtung (42) für das Filterband (42).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Enden des Filterbandes (12) je­ weils an einer Wickelwalze (18, 20) befestigt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß je eine Reinigungsvorrichtung (42) beidseitig des Filtrierraums (2) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Filterband (12) mittels der Rei­ nigungsvorrichtung (42) von einem Fluid von der Sauberseite zur Schmutzseite hin durchströmt wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Austragrichtung gese­ hen vor der Wickelwalze (18) eine Umlenkeinrichtung (46), insbesondere Umlenkwalze, angeordnet ist, zwischen Umlenk­ walze (46) und Wickelwalze (18) die Reinigungsvorrichtung (42) vorgesehen ist und darunter eine Auffangeinrichtung (44) für Feststoffe und/oder ablaufende, verschmutzte Reini­ gungsflüssigkeit vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 mit 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Reinigungsvorrichtung (42) in Austragrichtung gesehen vor dem Bereich, bei dem der Filterkuchen das Filterband verläßt, angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Abstreifer (26) vorgesehen ist, der Feststoffpartikel vor dem Auf­ wickeln vom Filterband abstreift.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abstreifer selbstnachstellend ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen für den Austrag des Filterkuchens beidseits des Filtrierraums vorge­ sehen sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung für den Austrag des Filterkuchens auf einer Seite des Filtrierraums vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Filterbandlauf entgegen der Aus­ tragrichtung mit anderer Geschwindigkeit als in Austragrich­ tung erfolgt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtrierraum (2) seitlich durch zwei abgedichtet angeordnete, umlaufende Sei­ tenscheiben (4) begrenzt ist, die in Tänzerkonstruktion an­ geordnet sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Mitnehmerein­ richtungen (32) gleichzeitig mit dem Filterband (12) bewe­ gen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer (32) lei­ stenartig und zwischen den Seitenscheiben (4) um ihre Achse (36) schwenkbar aufgehängt sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Filtrierraums eine Auffangeinrichtung zum Sammeln und Abführen des Filtrats an­ geordnet ist.