DE4400755A1 - Filtereinheit und Vorrichtung zum Entschlammen von Salzbädern - Google Patents
Filtereinheit und Vorrichtung zum Entschlammen von SalzbädernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Filtereinheit und Vorrich
tung zum Entschlammen von Salzbädern, die zumindest
teilweise vom Salzbad umspült ist und mit dem oberen
Ende eines Steigrohrs in Wirkverbindung steht, wobei
die zu entschlammende Badflüssigkeit, beispielsweise
mit Hilfe eines Druckluftstroms, durch das Steigrohr in
Richtung auf die Filtereinheit zu gedrückt wird.
Salzbäder werden in großem Umfang, beispielsweise zum
Härten oder zum Nitrieren von metallischen Werkstoffen,
insbesondere von Eisenwerkstoffen, verwendet. Derartige
Salzbäder bestehen überwiegend aus Karbonaten und
Cyanaten der Alkalimetalle, teilweise sind auch
Alkalicyanide enthalten. Solche Salzschmelzen werden
normalerweise bei einer Betriebstemperatur von 560 bis
600°C betrieben.
Während der Behandlung von Bauteilen aus Eisenwerk
stoffen verschlammen diese Bäder in unterschiedlich
hohem Maße, und zwar dadurch, daß anhaftende Stahl
partikel, wie z. B. Drehspäne oder Schleifstaub, sich
auf dem Boden des Behandlungsgefäßes ansammeln oder in
fein verteilter Form im Schwebezustand verbleiben. Des
gleichen führt die Behandlung von verzunderten oder von
unbearbeiteten Oberflächen (Guß- oder Schmiedehaut) zur
Verunreinigung des Bades. Schließlich wird Schlamman
teil - auch dadurch gebildet, daß von Chargierhilfs
mitteln wie Körben oder Gestellen, nach mehrfacher Be
handlung Nitridpartikel abblättern und im Bad ver
bleiben. Der so entstehende "Schlamm" besteht über
wiegend aus Eisennitrid und -oxid.
Andere Salzbäder, wie z. B. Abkühlbäder auf Hydroxid
basis, werden durch die Bildung von unlöslichen Karbo
naten immer dickflüssiger, wodurch der Schmelzpunkt der
Bäder steigt und die Abkühlwirkung sich vermindert. Da
her müssen auch solche Salzbäder gereinigt werden.
Da der Schlammgehalt des Nitrierbades die Reproduzier
barkeit der zu erzielenden Nitrierergebnisse stark be
einflußt, ist eine laufende Säuberung des Bades sehr
wichtig. In der Praxis werden dazu verschiedene Ent
schlammungsvorrichtungen benutzt. Allen bisherigen
Systemen ist dabei gemeinsam, daß zur Entschlammung
eine Betriebsunterbrechung erforderlich ist, d. h. die
Entschlammung muß im unbeschickten Bad vorgenommen
werden.
Aus der DE-OS 29 11 222 ist eine Vorrichtung zur
kontinuierlichen Entschlammung von Salzbädern bekannt,
die aus einer Filtereinheit, einer in das Salzbad ein
tauchenden Pumpe und einem Steigrohr besteht. Die Fil
tereinheit ist hierbei außerhalb des Salzbades angeord
net.
Bekannt ist auch eine Vorrichtung zur diskontinuier
lichen Entschlammung von der Metallbehandlung dienenden
Salzbädern, bestehend aus einem Förderrohr, einer Luft
zuleitung und einer Filtereinheit (DE 38 36 939) bei
der als Filtermaterialien Eisen-Drahtgewebe mit
Maschenweiten von 0,05 bis 0,5 mm oder Glaswolle ver
wendet wird.
Filtergewebe aus Eisendraht hat jedoch den Nachteil,
daß der Eisenwerkstoff durch das Salzbad selbst und
auch durch die im Filterschlamm enthaltenen Stoffe
stark angegriffen wird, beispielsweise versprödet, so
daß das Maschengewebe bereits nach wenigen Betriebs
stunden reißt oder ausbricht bzw. löchrig wird, mit dem
Ergebnis, daß sich der zurückgehaltene Filterschlamm in
das gereinigte Bad ergießt und dieses schlagartig un
brauchbar macht.
Weiterhin ist die Verwendung von anorganischen Form
werkstoffen, insbesondere von Glas- oder Steinwolle zur
Reinigung von Salzschmelzbädern, insbesondere zum Ent
fernen von schädlichen Schwebstoffen und abgesetztem
Schlamm in Bädern für die Gefügebehandlung von eisen
haltigen Werkstoffen bekannt (DAS 27 31 167). Diese
Glas- oder Steinwolle-Filter haben unter anderem jedoch
den Nachteil, daß sie als verschmutzte Filter nur
schwer zu entsorgen sind, weshalb sie für die
industrielle Anwendung aus Kostengründen ausscheiden.
Schließlich ist ein Filtermittel mit einem elektro
galvanisch aufgebauten Filtermedium bekannt
(DGM 92 00 734.1), wobei das Filtermedium aus Nickel
oder einer Nickellegierung hergestellt ist und eine
Stärke von 0,1 bis 0,2 mm aufweist. Dieses bekannte,
als Siebdruckgewebe ausgebildete Filtermedium, eignet
sich jedoch nur für mehrstufige Trenneinrichtungen,
beispielsweise als Bandfilter, das Hydrozyklonen nach
geschaltet ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
sowohl eine Filtereinheit zum Entschlammen von Salz
bädern zu schaffen, deren Lebensdauer wesentlich über
derjenigen der herkömmlichen Filtereinheiten liegt, als
auch die mit dieser Filtereinheit korrespondierende
Vorrichtung, die besonders preiswert herstellbar ist
und die mit hohem Wirkungsgrad arbeitet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
das von einem Filterkorb umschlossene, aus einem
Maschendraht gebildete Filtergewebe aus einem
Nichteisenmetall, vorzugsweise aus einer Aluminium-,
Nickel- oder Titanbasislegierung gefertigt ist. Erfin
dungsgemäß sind dabei alle Legierungen für das Filter
gewebe geeignet, in denen ein beliebiges Metall - aus
genommen Eisen - den größten Einzelgehalt darstellt.
Die für die Filtereinheit erforderliche Vorrichtung ist
aus einem Rahmen gebildet, der in Richtung auf den
Boden des Salzbades zu zu einem Trichter ausgeformt
ist, dessen spitzes, unteres Ende mit einer über eine
Stopfenstange verschließbare Öffnung versehen ist.
Weitere Ausführungen und Merkmale sind in den Patentan
sprüchen beschrieben und gekennzeichnet.
Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmög
lichkeiten zu; eine davon ist in den anhängenden Zeich
nungen näher dargestellt, und zwar zeigt
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Filtereinheit
und Vorrichtung in perspektivischer
Ansicht zusammen mit dem dem Salz
badbehälter,
Fig. 2 die perspektivische Darstellung der
Filtereinheit selbst gemäß Fig. 1,
Fig. 3 die diagrammatische Darstellung
eines Entschlammungsvorganges über
34 Chargen, wobei jeweils der Fe-
Gehalt der Charge in % angegeben
ist,
Fig. 4 eine alternative Ausführungsform
einer Filtereinheit zusammen mit
der Pumpeneinheit und dem Salzbad
behälter in perspektivischer Dar
stellung und
Fig. 5, 6, 7 die Filtereinheit, die Pumpenein
heit und der Stopfen gemäß der Aus
führung nach Fig. 4.
Die Salzschmelze 1, die sich in einer Wanne 2 befindet,
wird kontinuierlich über ein Steigrohr 3 in die Filter
einheit 9 gefördert, wo ein Leitblech 7 über das obere
Ende des Steigrohrs 3 gestülpt ist.
Der Transport der Salzschmelze 1 erfolgt mittels dem in
der Salzschmelze aufsteigenden Luftstrom. Die Luftzu
fuhr erfolgt über die Druckluftzufuhr 4, wobei die An
saugstutzen 5 den Schlamm von der tiefsten Stelle der
Wanne 2 ansaugt. Das Filter wird von einem Anschlag 8
gehalten und ist leicht austauschbar. Unterhalb des
Salzbadspiegels ist das Steigrohr 3 mit einigen
Bohrungen 6 versehen, die beim Verstopfen des Filters 9
bzw. des oberen Steigrohrendes 3 dem Druckabbau dienen.
Die Bohrungen 6 haben beispielsweise Durchmesser von 2
bis 16 mm, je nach Steigrohrdurchmesser und befinden
sich unterhalb des Badspiegels.
Der vom Luftstrom nach oben geförderte Schmelzstrom
trifft nach dem Austritt aus dem Steigrohr 3 auf die
Innenfläche des glockenförmig ausgebildeten Leitbleches
7 und wird von diesem in das Paket aus Aluminium-
Maschendraht 10 gelenkt. Nach ihrer Reinigung läuft der
durch das Filterpaket 10 sickernde Schmelzstrom wieder
in die Salzschmelze zurück.
Fig. 2 zeigt eine separate Filtereinheit 9, die aus
einem kastenartigen Rahmen 11, dem vom Rahmen 11 um
schlossenen Filter-Paket 10 von Maschengewebe aus Alu
miniumdraht, einem Haltebügel 12 und einer mulden
artigen Vertiefung 13 zur Aufnahme des Steigrohrs 3 be
steht. Die Filtereinheit 9 läßt sich jederzeit mühelos
und ohne Werkzeugnutzung nach oben zu aus dem Bad her
ausziehen bzw. vom Haltegestell 8 abnehmen.
Fig. 3 zeigt das Ergebnis einer Versuchsreihe, bei der
das Salzbad mit Hilfe einer Filtereinheit gereinigt
wurde, die aus Maschendraht aus Reinaluminium aufgebaut
ist, in Form eines Diagramms. Der Kurvenverlauf zeigt,
daß die Verschlammung mit Eisenpartikeln, selbst nach
der Behandlung von 34 Chargen, außerordentlich gering
geblieben ist und bis etwa zur 25. Charge den sehr ge
ringen Wert von 0,011% Fe aufweist und danach sogar
noch eine weitere Phase auf einen noch günstigeren Wert
(0,009% Fe) absinkt und erst zum Schluß wieder auf
einen Wert ansteigt, der leicht über dem Ausgangswert
liegt. Die bei diesem Versuch benutzte Maschenweite be
trug 400 Maschen/cm2.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist das Filter
paket aus Aluminium-Maschendraht 10 von einem Rahmen 14
gehalten, der seinerseits mit Hilfe der Haken 15, 16
auf dem Rand 17 des Salzbadbehälters 2 abgestützt ist.
Der Rahmen 14 umschließt mit seinen beiden Seiten
partien 14a, 14b das matratzenförmig ausgebildete
Filterpaket 10 und weist im übrigen einen nach unten zu
spitz zulaufenden Blechtrichter 18 auf, der an seinem
unteren Ende mit einer Öffnung 19 versehen ist, die mit
einer Stopfenstange 20 verschließbar ist, die zu diesem
Zweck mit einem Verschlußkegel 21 versehen ist. Die
Seitenpartie 14b ist mit einem Sammelkasten 22 ausge
stattet, über den die Flüssigkeit, die über das Steig
rohr 23 gefördert wird, über die Seitenpartie 14b quer
in das Filterpaket 10 einströmen kann. Der unterhalb
des Filterpakets vorgesehene Blechtrichter 18 dient zum
Auffangen von Filterschlamm, der vom Filterpaket aus
nach unten zu absinkt. Der gesammelte Schlamm kann
durch Anheben der Stopfenstange 20 über die Öffnung 19
am spitzen unteren Ende des Blechtrichters 18 abge
lassen werden. Zum Fördern der Flüssigkeit aus dem Be
hälter 2 in den Sammelbehälter 22 dient die aus dem
Steigrohr 23 und dem Druckluftzufuhrrohr 24 gebildete
Pumpe (Ejektorpumpe).
Auflistung der Einzelteile:
1 Salzschmelze
2 Salzbadbehälter
3 Steigrohr
4 Druckluftzufuhr
5 Auslaufstutzen
6 Bohrungen
7 Leitblech
8 Ausbildung
9 Filtereinheit
10 Maschendraht-Paket, Filter-Paket
11 Rahmen
12 Haltebügel
13 maschenförmige Vertiefung
14 Rahmen
14a, 14b Seitenpartie
15 Haken
16 Haken
17 Rand
18 Blechtrichter
19 Öffnung
20 Stopfenstange
21 Verschlußkegel
22 Sammelkasten
23 Steigrohr
24 Druckluftzufuhrrohr
25 Filtereinheit
2 Salzbadbehälter
3 Steigrohr
4 Druckluftzufuhr
5 Auslaufstutzen
6 Bohrungen
7 Leitblech
8 Ausbildung
9 Filtereinheit
10 Maschendraht-Paket, Filter-Paket
11 Rahmen
12 Haltebügel
13 maschenförmige Vertiefung
14 Rahmen
14a, 14b Seitenpartie
15 Haken
16 Haken
17 Rand
18 Blechtrichter
19 Öffnung
20 Stopfenstange
21 Verschlußkegel
22 Sammelkasten
23 Steigrohr
24 Druckluftzufuhrrohr
25 Filtereinheit
Claims (5)
1. Filtereinheit (9, 25) und Vorrichtung zum Ent
schlammen von Salzbädern (1) die zumindest teil
weise vom Salzbad umspült ist und mit dem oberen
Ende eines Steigrohrs (3, 23) in Wirkverbindung
steht, wobei die zu entschlammende Badflüssigkeit,
beispielsweise mit Hilfe eines Luftdruckstroms,
durch das Steigrohr (3, 23) in Richtung auf die
Filtereinheit (9, 25) zu förderbar ist, dadurch
gekennzeichnet, daß das von einem Filterkorb oder
einem Filterrahmen (11, 14) umschlossene, aus
einem Maschendraht gebildete Filtergewebe-Paket
(10) aus einem Nichteisenmetall, vorzugsweise aus
einer Aluminium-, Nickel- oder Titanbasislegierung
gefertigt ist.
2. Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Zahl der Maschen des Filterge
webe-Pakets (10) zwischen 200 und 800 Maschen/cm2,
vorzugsweise 400 Maschen/cm2, beträgt.
3. Filtereinheit nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Filtergewebe-Paket (10)
aus einem hochporösen Nichteisenmetall gefertigt
ist.
4. Vorrichtung zum Entschlammen nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß das von einem Rahmen
(11, 14) gehaltene Filtergewebe-Paket (10) in
Richtung auf den Boden des Behälters (2) für das
Salzbad zu zu einem flachen pyramiden
stumpfförmigen Trichter (18) ausgeformt ist,
dessen spitzes unteres Ende mit einer über eine
Stopfenstange (20) verschließbaren Öffnung (19)
versehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß der das Filterpaket (10) tragende Rahmen
(14 bzw. 14a, 14b) mit einem Sammelkasten (22)
korrespondiert, der an einem Seitenteil (14b) an
geordnet ist und in das das Steigrohr (23) von
oben her einmündet, so daß die geförderte Flüssig
keit aus dem Steigrohr (23) über den Sammelkasten
(22) horizontal in das Filterpaket (10) einleitbar
ist.
Priority Applications (10)
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DE (1) | DE4400755A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4714549A (en) * | 1985-04-29 | 1987-12-22 | Vincenzo Di Leo | Filtering case for separating a liquid from a solid, in particular for dehydrating slurries from industrial processes |
DE3733721C1 (de) * | 1987-10-06 | 1988-04-21 | Degussa | Vorrichtung zur kontinuierlichen Entschlammung von Salzbaedern |
DE3836939C1 (de) * | 1988-10-29 | 1989-06-15 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt, De | |
DE9200734U1 (de) * | 1992-01-23 | 1992-05-07 | Gebr. Schmid GmbH & Co, 7290 Freudenstadt | Vorrichtung zur Aufbereitung einer partikelbeladenen in einem Prozess anfallenden Flüssigkeit |
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- 1994-01-13 DE DE4400755A patent/DE4400755A1/de not_active Withdrawn
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