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Druckfilter Die Erfindung bezieht sich auf Druckfilter mit an einer
Zwischenwand des Filtergefäßes befestigten Filterkerzen, auf deren äußerer Wandung
die in der zu filtrierenden Flüssigkeit (Rohfliissigkeit) enthaltenen Feststoffe
als sogenannter Filterkuchen haftenbleiben, -um periodisch mittels von innen wirkender
Preßluft abgeworfen und aus der Presse entfernt zu werden. Bei den bisherigen Filtern
dieser Art hat die für die feste Aufhängung der Filterkerzen dienende Zwiscllenwand
die weitere Aufgabe, über den Filterkerzen einen von der Rohflüssigkeit gesonderten
Raum zu schaffen, in den alle Filterkerzen ihr Filtrat (Klarflüssigkeit) ausfließen
lassen.
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Bci dieser Gestaltung wirkt jedoch der Filterdruck einseitig auf
die Rohrwand, die diesen Druck nur auszuhalten vermag, wenn die Filterkerzen einen
verhältnismäßig großen Abstand voneinander haben, der Durchmesser der Rohrwand und
somit des Filtergefäßes klein ist und mit nur geringen Druck gefiltert wird.
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Gemäß der Erfindung ist die rohrtragende Zwischenwand vom Filterdruck
entlastet, indem in ihr angeordnete Durchtrittsöffnungen Rohflüssigkeit auch in
den Raum über der Zwischenwand führen, während das Filtrat der Filterkerzen durch
Querkanäle der Zwischenwand nach außen abfließt, die die Festigkeit der Wand zugleich
erhöhen. Auf diese Weise wird die Rohrwand vom Filterdruck nicht beansprucht, der
demzufolge höher sein kann; ferner kann das Filtergefäß einen größeren Durchmesser
erhalten und der Abstand der Filterkerzen voneinander kleiner bemessen werden, das
Druckfilter also für eine viel größere Leistung gebaut werden.
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Die Lochung der rohrtragenden Zwischenwand, deren Durchtrittsöffnungen
in Zwischenfeldmitte der Filterkerzen angeordnet sind, ist im Verein mit einer vor
dem geschlossenen Ende der Filterkerzen befindlichen Verteilungsplatte gleicher
Lochung zudem ein Mittel, der Rohflüssigl ; eit zwangsläufig Hauptstromxvege zu
geben, von denen aus sie an alle Filterkerzen und auf deren ganzer Länge gleichmäßig
herantritt, damit die I (ucllenbildung gleichmäßig erfolgt und die Preilluft die
I(uchen restlos zum Abwurf bringt.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen in einer beispielsweisen Ausführungsforin
dargestellt, und zwar zeigt Abb. I das Druckfilter im senkrechten Schnitt von vorn
gesehen,
Abb. 2 eine Unteransicht des Druckfilters auf den aufklappbaren,
die Zuleitung der Rohflüssigkeit besitzenden Behälterboden, Abb. 3 einen zur Schnittebene
der Abb. 1 im rechten Winkel geführten Schnitt, Abb. 4 einen horizontalen Schnitt
durch das Druckfilter nach Linie C-D der Abb. 3 mit Ansicht der Verriegelungszylinder
des Behälterbodens, Abb. 5 einen horizontalen Schnitt durch. das Druckfilter oberhalb
der rohrtragenden Zwischenwand und Abb. 6 einen Längsschnitt durch eine einzelne
Filterkerze.
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Das Druckfilter besteht aus einem stehenden Behälter I von beispielsweise
3 m Ilöhe und 1,60 m Durchmesser, in dessen Innern eine große Anzahl, z. B. 60,
am freien Ende geschlossene Filterrohre von 2 bis 3 m Länge und etwa 90 mm lichter
Weite hängen. Die Rohflüssigkeit wird parallel zu den Filterrohren 2 geführt. fließt
dem Behälter r von unten aus einer Rohrleitung 3 durch einen zentralen Stutzen 4
des konischen Bodens 5 zu und wird gemäß der Erfindung durch eine Durchlaßlöcher
G besitende Verteilungsplatte 7 über den ganzen Behälterquerschnitt gleichmäßig
verteilt.
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Die Filterkerzen sind im oberen Teil des Filtergefäßes an einer Zwischenwand
9 aufgehängt, die gemäß der Erfindung Durchtrittsöffnungen 10 für abfließende Rohflüssigkeit
besitzt. Zufolge des Durchtritts der Rohflüssigkeit in den Raum ii oberhalb der
Zwischenwand 9 drückt- die unter -einem Druck von etwa 6 Atm. stehende Rohflüssigkeit
auf beide Seiten der Zwischenwand, wodurch die VVand vom Filterdruck entlastet ist.
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Diese Entlastung gestattet eine engere Anordnung der Filterkerzen
und eine Ausführung von Druckfiltern mit wesentlich größerem Durchmesser und höherem
Betriebsdruck.
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Die Durchtrittslöcher 10 liegen in Zwischenraummitte der Filterkerzen
gleichachsig mit den Durchlaßlöchern 6 der vor dem andern Ende der Filterkerzen
befindlichen Ver- -teilungsplatte 7 und bewirken im Verein mit diesen Löchern einen
über den ganzen Gefäßquerschnitt zwangsläufig gleichmäßig verteilten, zu den Filterrohren
parallelen Durchstrom der Rohflüssigkeit durch den ganzen Filterraum hindurch. Der
Kuchenansatz erfolgt demzufolge auf allen Filterkerzen und auf deren ganzer Länge
in gleicher Stärke, wobei die Bewegung der Rohflüssigkeit die gleichmäßige Verteilung
der Feststoffe in der Rohflüssigkeit aufrechterhält.
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Eine vom Scheitel der gewölbten Decke 8 abgehende Rohrleitung 12
läßt den in den Raum 1 1 über der Zwischenwand gelangten Teil der Rohflüssigkeit
in deren Vorratsbottich weiterfließen, und zwar durch ein in der Leitung 12 befindliches
Ventil hindurch, das je nach der Natur der Rohflüssigkeit und der hieraus folgenden
Geschwindigkeit der Kuchenbildung sowie dem Betriebsdruck mehr oder weniger geöffnet
ist bzw. sich selbsttätig öffnet.
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Die Filterrohre 2 sind in an sich bekannter Weise in parallelen Reihen,
z. B. fünf Reihen I bis V (Abb. 5), angeordnet. Zu jeder Reihe der Filterrohre gehört
gemäß der Erfindung ein die- Klarflüssigkeit aufnehmender und zur Seite ausleitender
Querkanal 15, der gleichzeitig als Verstärkungsrippe der Rohrwand 9 wirkt. Sämtliche
Querkanäle 15 sind außerhalb des Behälters 1 an eine gemeinsame, ein Absperrventil
16 besitzende Rohrleitung 17 angeschlossen.
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Um die Kuchen möglichst trocken zu gewinnen und beim Kuchenabwurf
nur Preßluft von innen wirken zu lassen, ist in jeder Filterkerze 2 ein bis zum
ICerzenboden hinabreichendes zentrales Tauchrohr 20 angeortlnet, mittels dessen
die Filterkerzen kurz vor dem Kuchenabwurf gänzlich entleert werden.
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Diese Tauchrohre 20, welche als alleiniges Ableitungsrohr von Filtrat
an sich bekannt sind, haben gemäß der Erfindung Ausfluß in in der Zwischenwand über
den Querkanälen 15 befindliche Querkanäle 2I von geringerer Weite, die außerhalb
des Behälters 1 an eine gemeinsame, ein Absperrventil 22 besitzende Rohrleitung
23 angeschlossen sind. -Als Träger der das einzelne Filterelement 2 bildenden rohr-
oder ringförmigen Filterkörper dient ein in der Zwischenwand 9 befestigtes Eisenrohr
27 (Abb. 6), das an sich bekannte Durchlaßlöcher 26 für von außen einfließende Klarflüssigkeit
sowie von innen wirkende Preßluft zur-Filterreinigung und zum Kuchenabwurf besitzt.
Zwischen der filternden Kerzenwand und dem inneren Tragrohr 27 ist ein ringförmiger
Zwischenraum 28 gelassen, der mittels halbkugelförmiger Zentrierungsbuckel 30 des
Tragrohres 27 oder in sonst geeigneter Weise erhalten bleibt. Das Tragrohr 27 besitzt
an seinem oberen Befestigungsende einen festen Widerlagsbund 32 und an seinem unteren
freien Ende eine Spannmutter 33, welche die übereinander gestapelten Filterringe
dicht aufeinanderpreßt. Den unteren Verschluß der Filterkerzen bewirkt eine kappenförmige
Überwurfmutter 34, die unabhängig von der Ver-Spannung der Irilterringe gelöst werden
kann.
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37 und 38 sind elastische Ringscheiben aus Gummi o. dgl. zum Ausgleich
der ungleichen Längenänderungen, die das keramische Filterrohr 2 und sein inneres
eisernes Tragrohr 27 während des Betriebes infolge Temperaturänderungen erfahren.
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Die Zwischenwand 9 und die I(anäle I5 und 21 sind in einem Stück gegossen
; von oben gesehen (Abb. 5) erscheint die Zwischenwand mit parallelen, sie versteifenden
Rippen besetzt, zwischen welchen sich auf Zwischenfeldmitte benachbarter Filterkerzen
die der Rohflüssigkeit Durchtritt gewährenden Öffzungen 10 befinden.
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Die Befestigung der Tauchrohre 20 gestattet eine leichte Auswechselung
der Tauchrohre. Die Tauchrohre haben im oberen Querkanal 21 kopfartig einen etnvas
größeren Durchmesser und seitliche Auslaßöffnungen4 für die aus den Filterkerzen
zu entfernende restliche Ilarflüssigkeit, wenn der Behälter l vor dem Kuchenabwurf
entleert wird. Zur Abdichtung der Durchgangsstelle durch die obere Wand der Kanäle
15 dient die ringförmige, konische Unterfläche des kopfförmigen Tauchrohrendes,
die mittels einer Druckschraube 42 abdichtend auf einen Sitz in der Kanalwand 15
niedergedrückt wird.
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Um am Schluß einer Arbeitsperiode die ansitzende Kuchenmasse der
Filterkerzen aus dem Druckfilter herausfallen zu lassen, ist ihr Boden 5 lösbar
mit dem Behältermantel I verbunden und wird geöffnet, wenn der Kuchenabwurf erfolgen
soll. Der Verschluß des Bodens erfolgt in bekannter Weise durch einen drehbaren
Ring 45, durch dessen Bajonettverzahnung 46 die Randzähne des Bodens 5 aus- und
eingeführt werden. Den Anpreßdruck des Bodens an den Behälter bewirken am Verriegelungsring
befindliche Keile 48, die von vier hydraulischen Preßzylindern 49 mit Doppelwegkolben
unter Mitwirkung entsprechender Zwischenorgane beliegt werden.
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Das unter dem Boden liegende Stück der Zuflußleitung 3 ist in Form
einer Kröpfung als drehbarer Arm ausgebildet (Abb. I und 2), der den Boden 5 während
des Öffnens trägt und durch Betätigen eines Zahnräderwerks aus und eingeschwenkt
wird. Auf diese Weise bleibt die Verbindung des axial angeordneten Bodenstutzens
4 mit der Zuflußleitung 3 auch während des Öffnens des Druckfilters erhalten.
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Die Arbeits- und Betriebsweise des Druckfilters ist im wesentlichen
folgende. Während des Filterns ist das Ventil der Abflußleitung für Klarflüssigkeit
(Abb. 5) offen und das Ventil 22 geschlossen. Die unter einem Druck von etwa 6 Atm.
gehaltene Rohflüssigkeit filtriert an den Filterkerzen 2 und fließt als Klarflüssigkeit
durch die inneren Tragrohre 27, die Querkanäle 15 und die Sammelleitung 17 durch
Ventil 16 ab. Gleichzeitig fließt Rohflüssigkeit unfiltriert durch die Durchtrittsöffnungen
10 der Zwischenwand 9 und die Deckenleitung 12 zum Vorratsbottich der Rohflüssigkeit
in dem Maße, wie das in dieser Leitung liegende, mehr oder weniger geöffnete Ventil
Durchgang gewährt.
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Hat der Kuchenansatz bei ein dichtes Gefüge besitzenden zähen Stoffen
eine Dicke von etwa 15 mm, bei loseren, leichter auseinanderreißbaren Stoffen eine
Dicke bis etwa 30 mm erreicht; so wird das Ventil 16 geschlossen und das Ventil
22 geöffnet, und nun drückt die im Behälter wirkende Druckluft die in ihm befindliche
Rohflüssigkeit durch die untcrc Zuflußleitung 3 nach ihrem Vorratsbottich zurück,
dringt auch durch die Filterkuchen in die Filterkerzen und entleert die Kerzen von
unten her durch die Tauchrohre 20, Querkanäle 2I und Sammelleitung 23 hindurch.
Ist sämtliche Rohflüssigkeit aus dem Behälter I heraus, so wird sein Boden 5 entriegelt
und aufgeklappt, das Ventil 22 der Res tfiltratflüssigkeit geschlossen und durch
die Sammelleitung I7 und die Querkanäle 15 Preßluft in die Filterkerzen eingelassen.
Die Preßluft dringt durch die Filterrohre nach außen, löst die anhaftenden Kuchen
und reißt sie auseinander, so daß die ganze Kuchenmasse abfällt und das Druckfilter
durch dessen offene Bodenöffnung verläßt, Alsdann wird der Boden 5 wieder zur Schließstellung
hochgeschwenkt und verriegelt, von neuem Rohflüssigkeit eingelassen und mit der
Filtration fortgefahren.