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Filterkörper für Filter- und Eindickvorrichtungen Vorliegende Erfindung
betrifft Filter- oder Eindickvorrichtungen, wie sie z. B. zum Eindicken von Schlamm
oder Pochschlamm bei Schürf- oder anderen Aufbereitungsprozessen benutzt werden,
und soll das Filtrieren des Schlammes, die Gewinnung des Kuchens in homogener Form
sowie das Entfernen des Kuchens von den Filterkörpern verbessern.
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Bekanntlich müssen, soweit dieses wirtschaftlich möglich ist, zur
Erzielung eines guten Kuchens und zu einem nachfolgenden guten Auswaschen des Kuchens
bestimmte Bedingungen eingehalten werden. Zunächst muß der Prozentsatz der festen
Anteile des Rohgutes so hoch als möglich sein, da sonst eine dünne Schicht feiner
fester Teile sich auf dem Filtertuch ablagert und die Schicht bald undurchlässig
wird, so daß eine wirtschaftliche Filtrierung unmöglich ist und die Ausbeute sowohl
in bezug atif den gebildeten Kuchen als auch in bezug auf das Filtrat gering wird;
beides ist in gleicher Weise unerwünscht. Der auf dem Filtertuch abgelagerte Kuchen
muß in bezug auf die Größe der einzelnen Bestandteile, die auf den verschiedenen
Teilen der Filteroberfläche abgelagert werden, von homogener Beschaffenheit sein,
da sonst bei Ablagerung der gröberen herabsinkenden Teile am unteren Teil der Filteroberfläche
zu einem dicken Kuchen die weniger durchlässigen Teile sich am oberen Teile der
Filteroberfläche zu einem dünnen Kuchen ablagern. Die Folge hiervon ist, daß ein
Kuchen von nicht einheitlichem Widerstande gegen den den Kuchen durchdringenden
Waschilüssigkeitsstrom entsteht, so daß der Kuchen nicht gleichmäßig ausgewaschen
werden kann. Uberdies würde hierbei das Filtertuch weder für die Entladung des Kuchens
noch für die Reinigung noch für die Aufnahme des nächsten Kuchens gut geeignet sein.
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Will man eine einwandfreie Arbeitsweise der Filterkörper erzielen,
so muß der innere Teil der Filterkörper nachgiebig sein, so daß er bei äußerem Überdruck
zusammengedrückt wird und hierauf bei äußerem und innerem Druckausgleich in seine
natürliche Form zurückkehrt, um die Oberfläche der Filterkörper so beweglich bzw.
lebendig zu erhalten, daß auf dem Filtertuch bei der Bildung des Filterkuchens keine
oder nur eine dünne Schicht des Kuchens hafteubleibt, die leicht zu ent fernen ist.
Filterkörper bekannter Art, z. B.
solche, die aus einem starren,
nicht nachgiebigen, mit Fiitratableituugslcanäien versehenen Holzkern bestehen,
der in einem weiten Sack aus Filtertuch eingeschlossen ist, welcher sich bei der
Saugwirkung der Pumpe zusammengefaltet an die Wand des längsgerippten starren Holzkernes
anschmiegt, eignen sich hierzu nicht. In diesem Zustande des Filtertuches saugt
die Pumpe die Flüssigkeit aus dem die Filterkörper umgebenden Schlamm, der sich
bei der Bildung des Filterkuchens auf dem Filtertuch in einer mehr oder weniger
dicken Schicht ablagert und von Zeit zu Zeit durch Aufblähen des Sackes entfernt
wird, wozu ein entsprechend höherer innerer Druck erforderlich ist.
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Diese Nachteile werden nun gemäß der Erfindung dadurch beseitigt,
daß der Filterbelag der Filterkörper auf einer zusammendrückbaren elastischen Unterlage
angeordnet wird, die während der ganzen Dauer des Filtrierens in Bewegung ist und
dadurch eine Ablagerung auf dem die elastische Unterlage umhüllenden Filtertuch
ohne Faltenbildung bewirkt bzw. die Ablagerungen beständig auflockert. Dies hat
zur Folge, daß während des Filtrierens jede engere Bindung zwischen dem Kuchen und
der Filteroberfläche, also dem Filtertuch, aufgehoben wird, so daß der Kuchen eine
offene Struktur erhält, durchlässig bleibt und sich in einem Zustande befindet,
in dem er leichter abgenommen werden kann, als dieses sonst der Fall ist. Überdies
ist die Filterfläche nicht nur von dem Kuchen besser und leichter zu entladen, sondern
nach der Entladung ist die Oberfläche des Filtertuches in einem iiberraschend guten
Zustande und so rein, wie wenn sie von Hand gereinigt wäre.
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In diesem Zustande ist das Filtertuch besonders gut zur Aufnahme
des nächsten Kuchens geeignet. Derart gute Vorbedingungen können durch keinen anderen
Entladevorgang erzielt werden, z. B. auch nicht durch Erzeugung eines erheblichen
Druckes im Innern des Filterkörpers und dadurch bewirktes Aufblähen des Filtertuches.
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Die Entladung des Kuchens kann in wirksamer Weise derart erfolgen,
daß der Innenraum des Filterkörpers mit Wasser oder einer anderen Flüssigkeit von
geringem Druck gespeist wird. Hierdurch wird bewirkt, daß die Druckflüssigkeit durch
das Filtertuch durchsickert oder langsam durchtropft, ohne in größerer Menge durchzufließen,
und daß eine wirkungsvolle Reinigungsarbeit an der Oberfläche des Filtertuches,
auf der der Kuchen liegt, gewährleistet ist und der Kuchen glatt abrutscht. Dieses
Entladungs- und Reinigungsverfahren ist von hervorragender Wirkung, wenn es bei
Filterkörpern mit zusammendrüclibarer elastischer Unterlage gemäß der vorliegenden
Erfindung benutzt wird.
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In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt; es zeigt Abb. I einen Filterbehälter mit zwei eingebauten Filterkörpern,
Abb. 2 einen senkrechten Schnitt durch einen Filterkörper in vergrößertem Maßstabe,
Abb. 3 einen Querschnitt des Filterkörpers nach der Linie III-III in Abb. 2, Abb.
4 einen teilweisen Schnitt durch eine andere Ausführungsform des Filterkörpers und
Abb. 5 einen Querschnitt durch den Filterkörper nach der Linie V-V in Abb. 4.
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In Abb. I ist ein Filterbehälter dargestellt, dessen oberer Teil
1 einen zylindrischen Querschnitt hat. Der untere Teil besteht aus einem konischen
Boden 2. Zwei Filterkörper 3 sind in dem Behälter angeordnet, in den das Rohgut
von oben ununterbrochen eingeführt wird, und zwar derart, daß der Spiegel des Rohgutes
in dem Behälter ungefähr in gleicher Höhe bleibt.
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Das Innere eines jeden Filterkörpers 3 ist durch ein Rohr 4 mit einer
Saugpumpe verbunden. Der Druck ist also innerhalb der Filterkörper 3 geringer als
der Druck außerhalb der Filterkörper, so daß klare Flüssigkeit durch das Filtertuch
hindurch- und mittels der Rohre 4 abgesaugt wird, wobei sich auf der Außenseite
des Filtertuches ein Kuchen von festen Rückständen bildet. Damit dieser Kuchen sich
gleichmäßig ablagert, wird eine Rührvorrichtung angeordnet, die aus einem Flügelrad
5 besteht, das auf einer senkrechten Welle 6 angeordnet ist. Diese Welle 6 dreht
sich verhältnismäßig langsam, und zwar mit einer solchen Geschwindigkeit, daß die
gleichmäßige Verteilung der Feststoffe in der Flüssigkeit des Rohgutes in dem Behälter
1 aufrechterhalten wird. Wie aus Abb. I ersichtlich ist, ist der Rührer 5 ungefähr
im obersten Teil des konischen Bodens 2 angeordnet, so daß er das im unteren Teil
des konischen Bodens befindliche Rohgut nicht aufrührt. Das eingedickte Rohgut,
welches sich im unteren Teil des Bodens 2 ansammelt, kann durch das Auslaßrohr 7
abgelassen werden. Die Entleerung des Behälters kann durch eine regelbare Pumpe
oder eine andere geeignete Vorrichtung erfolgen. Zwei waagerecht angeordnete Schneidmesser
8 und 9 sind ferner auf der Welle 6 vorgesehen, um den sich am Boden ansammelnden
Schlamm aufzulockern. Die Austrittsöffnung bei 7 wird erforderlichenfalls durch
einen rechteckigen Ansatz 10 der Welle 6 G frei gehalten, der in die Austrittsöffnung
hineinreicht.
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Eine Ausführungsform des Filterkörpers ist in ihren Einzelheiten
in den Abb. 2 und 3 dargestellt. Der Filterkörper besteht aus einem aus vier Segmenten
II gebildeten Kern, welche aus Holz oder einem anderen Baustoff, der die notwendige
Festigkeit besitzt, hergestellt sind. Es können z. : ER. auch Hartgummi oder selbst
hohle Eisensegmente benutzt werden, wenn ein Rohstoff zu filtrieren ist, der keine
Korrosion des Eisens hervorruft. Diese Kernsegmentell sind auf ihrem Umfang mit
Ouer- und Längskanälen I2, I3 versehen. Die Segmenten werden durch Zwischenschaltung
kleiner Distanzstücke 14 in geringem Abstand voneinander gehalten, so daß die Arbeitsmittel
(Uber- und Unterdruck) im Innenraum leicht nach außen geleitet werden können. Falls
die Segmente nicht getrennt voneinander angeordnet sind, müssen sie radiale Durchlässe
besitzen. Im Innern werden die Segmente am oberen und unteren Ende, wie bei I5 dargestellt,
konisch ausgebohrt. Das Saugrohr I6, welches die Fortsetzung des Rohres 4 bildet,
tritt durch die von den Segmenten gebildete zentrale Offunug in den Filtrierkörper
ein und reicht bis zu dessen Boden. Das Saugrohr I6 ist am unteren Ende 17 schräg
abgeschnitten und mit einer Zahl von Löchern Ig versehen. Im oberen Teil des Rohres
I6 sind eine Zahl kleinerer Löcher T9 angeordnet, um dort ein Ansammeln von Luft
zu verhindern, die zum Beispiel während der Saugperiode aus der Flüssigkeit abgesondert
wird. Der Segmentkern II ist unmittelbar umgeben von einer dicken Schicht Jutegewebe20,
welches dazu dient, eine Unterlage für die nächste Schicht zu bilden, die aus einem
zylindrischen Rohr aus Schwamm oder porösem Kautschuk 21 besteht. Die poröse Wand
dieses Rohres muß ungefähr 2 cm dick sein. Der Schwamm oder der poröse Gummi muß
derart beschaffen sein, daß er auf ungefähr 14 bis t/5 seiner ursprünglichen Dicke
zusammenpreßbar ist.
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Außerhalb dieses porösen Gummirohres 21 ist eine weitere Schicht Jutegewebe
22 angeordnet, und über dieses ist wiederum das Filtertuch 23 gezogen. Oberteil
und Unterteil des Filterkörpers bestehen aus Scheiben 24 und 25. Die Scheibe 24
ist fest mit den Rohren 4 und I6 verbunden und bildet einen Flansch an diesen Rohren.
Weiter ist die Scheibe 24 mit ringsum laufenden Nuten versehen. Das Filtertuch 23
ist auf der Scheibe 24 mittels Drähte 26 befestigt, die in den genannten Nuten liegen.
Die untere Scheibe 25 ist ebenfalls mit Nuten versehen, und das Filtertuch wird
auch dort mittels in den Nuten liegender Drähte 27 befestigt. Während des Filtrierens
wird das Schwammgummirohr 2I bei einem Filterdruck von ungefähr I60 g pro Quadratzentimeter
auf das Filtertuch auf ungefähr 14 bis 115 seiner ursprünglichen Dicke zusammengedrückt;
das Filtertuch bleibt hierbei auf der äußeren Oberfläche des Schwammgummis liegen.
In diesem Zustand lagert sich der Kuchen auf der äußeren Oberfläche des Filtertuches
23 ab, und diese Ablagerung erfolgt unter der Wirkung der Rührvorrichtung 5 gleichmäßig,
so daß ein homogener Kuchen entsteht. Sobald der Kuchen die gewünschte Dicke, z.B.
etwa 2,5 cm, erreicht hat, wird das den Unterdruck steuernde Ventil umgestellt und
klares Wasser oder eine andere Flüssigkeit durch die Rohre 4 und I6 in das Innere
des Filterkörpers eingeführt.
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Hierdurch dehnt sich das Schwammgummirohr 2I auf seinen ursprüngllchen
Umfang wieder aus und treibt das Filtertuch nach außen, so daß die äußere Oberfläche
des Kuchens sich ebenfalls ausdehnt und reißt. Eine geringe Menge Wasser strömt
hierbei durch das Filtertuch hindurch, so daß die äußere Oberfläche des Filtertuches
23 gut gereinigt wird und der Kuchen vollständig von der Oberfläche des Filtertuches
abgleitet und in den konischen Teil 2 des Behälters fällt, aus dem er ununterbrochen
oder von Zeit zu Zeit abgelassen wird. Wie bereits erwähnt, wird auf diese Weise
nicht nur der Filterkörper von dem Kuchen vollständig entladen, sondern durch die
Reibwirkung in dem Filtertuch 23, die hauptsächlich durch das Schwammgummirohr 2I
hervorgerufen wird, wird auch die Oberfläche des Filtertuches 23 vollkommen gereinigt,
und zwar so gründlich, daß bei einem Abreiben des Tuches mit dem Finger der Finger
kaum beschmutzt wird. Der Erfolg hiervon ist der, daß das Filtertuch 23 jederzeit
arbeitsfähig bleibt und zur Aufnahme des nächsten Kuchens bereit ist.
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Eine andere Ausführungsform des Filterkörpers ist in den Abb. 4 und
5 dargestellt.
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Die Ausbildung ist dieselbe wie in den Abb. 2 und 3, soweit es sich
um die Rohre 14 und I6, die obere Scheibe 24 und die untere Scheibe 25 handelt,
auf denen das Filtertuch 23 mit Drähten 26 und 27 befestigt ist. Bei der zweiten
Ausführungsform besteht der Kern auch aus vier Segmenten I Ia, die jedoch bedeutend
größer ausgebildet sind. Die Segmente IIa sind in genau derselben Weise mit Kanälen
und Durchbohrungen zwischen Filtertuch 23 und Kern 11' versehen, es ist jedoch nur
eine Gewebeschicht 22 vorhanden.
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Das Zusammenziehen und Ausdehnen des Filterkörpers wird in diesem
Falle dadurch erzielt, daß die einzelnen Segmente 11a weifer voneinander entfernt
angeordnet und durch Streifen 28 getrennt sind, die aus Schwammgummi bestehen, die
radial zwischen den Segmenten IIa liegen. Die Wirkungsweise
ist
genau dieselbe wie bei der Ausführungsform nacli'aen Abb. 2 und 3, nur mit dem Unterschied,
daß das Zusammendrücken und die Ausdehnung im geringeren Umfange erfolgt. Wie bereits
erwähnt, können auch andere Polster als solche aus Schwammgummi benutzt werden,
z. B. können pneumatische Polster zwischen den Segmenten von derselben Form wie
der Streifen 28 Anwendung finden.
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Außer den beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispielen kann
die Erfindung auch noch auf verschiedene andere Weise ausgeführt werden. So kann
eine zusätzliche Verformung des Filterkörpers dadurch erzielt werden, daß man ein
in sich dehnbares Filtertuch benutzt. Ein solches Tuch kann aus einem losen Gewebe
mit einer dünneren Schicht Gummi bestehen, welche entweder perforiert oder weggeschnitten
ist, um den Durchfluß der Flüssigkeit zu ermöglichen, oder aus einem Gewebe, in
welches Gummifäden eingewebt sind. Ebenso können ein oder mehrere Spiralfedern oder
andere Federn in oder unter dem Filtertuch angeordnet sein.
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PATENTANSPRECEE : I. Filterkörper für Filter- oder Eindickvorrichtungen,
die mit Unter-und Überdruck arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterbelag
(22, 23) auf einer zusammendrückbaren elastischen Unterlage (2I) angeordnet ist.