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Zellentrommeldrehfilter für Flüssigkeiten Bei dem Filtern von Schlämmen
aller Art mittels Drehfiltern wird meistens ein Filterkuchen verlangt, der möglichst
wenig Feuchtigkeit enthält.
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Bei den bekannten Drehfiltern (Scheiben-und Trommeldrehfiltern) ist
die Fiherfläche in Zellen unterteilt, die während des Filters unter einem blestimmten
@ Unterdruck stehen.
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Die Anzahl der Zellen beträgt bei kleinen Trommelfiltern mit einem
Durchmesser von etwa einem Meter etwa 10, bei Filtertrommeln von 2 m Durchmesser
20 und blei solchen mit 3 in Durchmesser höchstens 30.
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Die Breite solcher Zellen ist etwa 300 nun.
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An der Abnahmestelle des Filterkuchens von der Filterfläche muß der
Unterdruck in der dort befindlichen Zelle aufgehoben sein und dort derselbe Druck
herrschen wie an der vom Kuchen bedeckten Seite. Diese Maßnahme brauchte nur eine
Zellenbreite vor der Abnahmestelle zu erfolgen. erfolgt abler aus betrieblichen
Gründen mindestens 1½ Zellenbreite vorher. Angenommen, das Filter macht in 2 Minuten
eine Umdrehung, was etwa üblich ist. in 120 Sekunden gehen demnach bei einem Filter
von 2 in Durchmesser 20 Zellen an der Ahnahmestelle vorbei. Die Durchlaufzeit der
Zelle ist also 6 @ Sekunden. Da nun aber der Unterdruck 1½ Zellen vorher aufgehoben
sein muß, erfolgt diese Maßnahme 9 Sekunden vor der Abnahme. Diese Zeit ist jedoch
so groß, daß der unter dem Einfluß des Unterdruckes entwässerte Filterkuchen Feuchtigkeit
aus dem Filtertuch oder Wassertröpfchen die an den Wandungen der Zelle haften, wieder
aufsaugt. Die Beobachtung zeigt. daß bei der Filterung von Schlämmen, z. B. solchen
aus Kohle und Braunkohleabwässern, der Filterkuchen in der Saugzene kurz vor der
Aufhebung des Unterdruckes einen so hohen Trockengehalt hat, daß der Kuchen bröcklig
ist und bequem der Bunkerkohle beigemischt werden kann. Derselbe Filterkuchen. der
1½ Zellen nach der Beseitigung des Unterdruckes an der Abnahmestelle abgehoben wird,
ist hingegen schon wieder bedeutend feuchter, er hat meistens schon knetbare Form
und läßt sich schwer fördern und zumischen.
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Die Aufgabe vorliegender Erfindung besteht also darin, den Kuchen
in dem trokkennen Zustande abzuheben, den er am Ende der Trockenzone hat. Diese
Aufgabe wird nur zum Teil durch die bekannte Einrichtung gelöst, bei der die obere
Schicht des
Kuchens während des Saugens abgeschabt. eine Grundschicht
auf der Filterfläche gelassen und diese alsdann abgeblasen wird.
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Das ist nur bei sehr dicken Kuchen möglich. Diese Arbeitsweise versagt
gänzlich. wenn Schlämme mit wenig Feststoffgehalt die nur einen dünnen Kuchen liefern,
zu filtern sind. Die Lösung der Aufgabe geschiebt erfindungsgemäß dadurch, daß die
Drehfiltertrommel. wie bekannt, in eine Vielzahl von achsparallelen, schmallen und
niredrigen, den Trommelmantel bildenden Zellen unterteilt wird, an deren Zellenboden
kurze Bohrungen vorgesehen sind und daß ferner jede dieser Einzelzellen iiber Steuervorrichtungen
jeweils mit dem Innensaugraum der Filtertrommel und mit ciner oder mehreren Spülmittel-
und Blaskammern im Inneren der Trommel in Verbindung steht. Die übliche Bauweise,
die Zellen durch Kanäle oder Rohre mit einem Steuerkopf zu verbinden. ist hier also
haulich nicht durchführbar.
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Es werden daher innerhalb der Abnahme-bzw. Spülzone diese Bohrungen
abgedeckt.
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Beispielsweise läßt man ein Rad mit elastischer Oberfläche, etwa ein
luftbereiftes Kraftwagenrad. dessen Mantel eine glatte Oberfläche hat. sich an der
Fläche der Trommel der Scheibe derart abwälzen, daß dieses so viele Bohrungen der
Zellen abdeckt, als für die Abnahme und Spülung erforderlich ist.
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Durch besondere Bohrungen werden an der Abnahmestelle den Schmalzellen
Druckluft oder Spülmittel zugeführt. indem die nach einem hierfür vorgesehenen Raum
münden den Bohrungen in der Saugzone abgedeckt, in der Ahnabmezone bzu-. Spülzone
jedoch geöffnet werden. Dadurch wird es nöglich, die Kuchenabnahme mittels Preßluft
zu unterstützen, das Filtertuch von der Rückseite zu spülen. und auch das bei Beginn
der Filterung anfänglich trübe fließende Filtrat gesondert von dem nachfolgenden
klaren Filtrat zu trennen.
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Mit dieser Vorrichtung wird die Zeit von der Aufhebung des Unterdruckes
bis zur Abnahme des Kuchens so kurz. daß der Filterkuchen keine Feuchtigkeit mehr
aufsaugen kann, wobei die Zelle beispielsweise 15 mm breit sein kann. Nach dem obigen
Beispiel hat somit ein Filter volt 2 nt Durchmesser etwa 400 Zelkn, also die zwanzigfache
Anzahl von Zellen gegenüber den bekannten, mit Blase- oder Spülmitteln arbeitenden
Zellentrommeldrehfiltern. Die Zeit von der Aufhebung des Unterdruckes bis zur Abnahme
ist dann nicht mehr 9 Sekunden, sondem nur 9:20=rund ½ Sekunde. Die Beobachtung
zeigt. daß in dieser kurzen Zeit die Feuchtigkeit aus der Zelle noch nicht durch
das Filtertuch hindurchgedrungen ist und daß der Filterkuchen an der Abnahmestelle
denselben Trockengehalt hat wie in der Saugzone.
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Bei Siebzylindern zur Entwässerung von Zellstoffbahnen ist es bereits
bekannt. die Löcher des Zylinders durch im Inneren angeordnete Walzen mit elastischer
Oberfläche abzudecken. Hierbei handelt es sich jedoch nicht um die Steuerung der
einzelnen Zellen eines Zellenfilters. Es ist auch ein Trommel filter bekannt, dessen
Trommelmantel aus einer Vielzahl von achsparallelen, schmalen und niedrigen Zeilen
besteht und im Zellen boden mit kurzen Bohrungen versehen ist.
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Dieses Filter arbeitet aber nicht mit einem Blas- und Spülmittel zum
Abheben des Filterkuchens, dessen Durchtritt durch den Fil -termantel mit Hilfe
von Steuereinrichtungen bewirkt wird. Bei diesem Filter wird also das Vakuum an
der Ahnahmestelle des Filterkuchens nicht unterbrochen. Es können somit aucil nicht
die bei Großzellenfiltern vorhandenen Erscheinungen der Kuchenbefeuchtung auftreten,
deren Beseitigung die vorliegende Erfindung zum Gegenstand hat.
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Filter, die ohne Abschaltung des Vakuums in der Kuchenabnahmezone
arbeiten, haben aber zum anderen nur eine geringe Leistungsfähigkeit, da bekanntermaßen
mit einem Schaber sich nur die oberste Kuchenschicht ohne Beschädigung des Filtermittels
abnehmen läßt und die Abwaschung des restlichen Kuchens vorn Filtermittel durch
von außen wirkende Flüssigkeiten nicht nur einen Kuchenverlust zur Folge hat, sondern
auch keine ausreichende Reinigung des Filtermit tels ermöglicht, die die Voraussetzung
für eine gleichbleibende Leistung ist.
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Dle Abbildungen zeigen ein Ausführungsbeispiel des ErfinduligsgegenstalIdes
: Abb. 1 stellt das Trommelzellendrehfilter im Längsschnitt dar.
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Abb. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie A-B in Abb. s Abb. 3 ein
Querschnitt nach der Linie C-D in Abb. 1.
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Abb .4 zeigt die Ausbildung der Schmalzellen in vergrößertem Maßstabe,
Abb. 5 die Zellensteuerungsvorrichtung in vergrößertem Maßstabe, und Abb. 6 und
7 zeigen die Ausbildug der Spülmittelsteuerung im vergrößerten Maßstabe in Längsschnitt
und Querschnitt.
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Die Filtertrommel 1 dreht sich in den Lagern 2 und 3 auf den Seitenwänden
des Troges 4 und ist durch die Scheidewand 5 in einen Unterdruckraum 6 (Filtratraum)
und in einen Überdruckraum 7 (Abblaseraumj geteilt. Der Filtratraum 6 wird durch
das feststehende Rohr 8 besaugt. durch das auch das Filtrat abgezogen wird. Auf
dem Rohr 8
ist in Armen 9 die Achse IOa gelagert. auf der sich drei
Scheiben 10 drehen, die mit elastischen Ringen 11, z. B. mit Luft oder Flüssigkeit
aufpumpbaren Kraftwagenradschläuoben, versehen sind. Beim Drehen der Trommehl 1
wälzen sich die Schlauchringe I I auf dem Innern der Trommel ab.
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Die Mantelfläche der fllterzelienl osen Trommel 1 besteht aus einer
großen Anzahl von schmalen Zellen 12 (etwa I5 mm breit), die durch zahnradartige
Querstege 13 voneinander getrennt sind, auf denen das Filtermittel, z. B. ein starkes
Baumwolltuch 14, aufliegt. Es können aber auch andere bekannte und geeignete Filtermittel
verwendet werden. Jede Zelle 12 ist mit dem Filtratraum durch eine oder mehrere
(in dem gezeichneten Beispiel sind les drei) Bohrungen 1 5 verbunden, die an der
Abnahmestelle des Kuchens durch die Schlauchringe 11 der Scheiben 10 abgedeckt und
somit gegenüber dem Unterdruckraum 6 abgeschlossen sind. Außerdem hat jede Zelle
noch Bohrungen 16 zum Abblaseraum 7, die während des Saugvorgangs durch einen Ring
17 aus elastischem Werkstoff, z. B. Gummi, oder durch einen Gummischlauch mit Luft-
oder Flüssigkeitsfüllung verschlossen sind und nur an der Abnahmesteile des Kuchens
z. B. durch eine an der Trommelachse befestigte Rolle 18 geöffnet werden, damit
die Preßluft durch die Bohrungen 16 in die Zellen I2 eintreten und den Kuchen vom
Filtermittel 14 abdrücken kann.
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Ebenso kennen Spül- oder Waschmittel durch weitere Einrichttingen
dieser Art zu- oder abgeführt werden.
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Die Wirkungsweise des Schmalzellenfilters ist folgende: Während der
Saugzone wird der Kuchen auf das Filtergewebe 14 aufgesaugt. Das aus einern etwa
baumwollenen Tuch bestehende Geweble drückt sich hierbei etwas in die Zellen 12
hinein. Sobald die Saugzone beendet ist. gelangt durch die Bohrung 16 Druckluft
in die Zellen, wobei sich das Filtertuch 14 von den Querstegen 13 abhebt.
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An der Trennungsstelle zwischen Unterdruck und Überdruck erfolgt dieses
Abheben des Tuches ruckweise um Zellenbreite. Dieser Ruck hat zusammen mit der Wirkung
der Druckluft zur Folge, daß der die betreffende Zelle bedeckende Kuchen in einem
schmalen Streifen abgeworfen wird. Es ist ohne weiteres klar, daß bei dieser Anordnung
der entwässerte Kuchen in dem trockenen Zustande abgeworfen wird, den er am Ende
der Trockenzone erreicht hat. Ein Abnahmemesser ist bei solchen Tüchern kaum erforderlich
und dient im wesentlichen nur als Rutsche. Soll der Kuchen etwa bei plastischem
Gut durch eine Abnahmewalze 19 abgehoben werden, dann wird letztere in möglichster
Nähe der ersten nicht mehr unter Unterdruck stehenden Zelle angeordnet.
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Ist der Kuchen wenig luftdurchlässig, dann läuft das Filtrat nicht
restlos aus den Zellen hieraus. In solchen Fällen ist es notwendig, die Zellen vor
der Kuchenahnahme zu belüften. Dann ffillt dies!e Luft den vom Filtrat freigegebenen
Raum aus. Der Erfindungsgegenstand läßt es zu, durch eine zweite Einrichtung im
Preßluftraum, wie sie für das Abblasen beschrieben ist. Luft in die Zellen einzuführen.
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Der Erfindungsgegenstand kann auch für Druckzellenfilter verwendet
werden. In diesem Fall steht der Filtlatraum unter Atmosphärenspannung, die Außenoberfläche
unter Überdruck, und der Abblaseraum unter einem noch höheren Oberdruck. Ebenso
ist auch die Verwendung des Erfindungsgegenstandes für Plandrehfilter mit waagerechter
oder senkrechter Achse und für Innenmanteldrehfilter möglich.