DE8632906U1 - Prozeßfilter - Google Patents

Prozeßfilter

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DE8632906U1
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Description

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PATENTANWALT Fasanenstr. 7
DIPL.-ING. WERNER LORENZ 7920 Heldenheim
01.12.1986 - sb
Akte: SCH 1655
Anmelder:
Schenk Filterbau GmbH
Bettringer Straße 42
7076 Waldstetten
Prozeßfilter
Die Erfindung betrifft einen Prozeßfilter mit einem beheizbaren und in einem Rahmen kippbar gelagerten rotationssymmetrischen Behälter, mit einem flüssigkeitsdurchlässigen Filterboden, mit einer in Behälterlängsrichtung angeordneten, in axialer Richtung über eine Hubeinrichtung verstellbaren und mit einer Antriebseinrichtung versehenen Rührwerkswelle an der ein Rührbalken mit Rührorganen befestigt ist, wobei die Rührwerkswelle über einen nach innen gezogenen Behälterhals in das Behälterinnere eingeführt ist.
Ein Prozeßfilter dieser Art ist z.B. in der DE-PS 30 22 644 beschrieben. Mit dieser Vorrichtung können verschiedene
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Produkte, Insbesondere der chemischen und pharmazeutischen Industrie, gemischt, gefiltert, gewaschen und getrocknet werden. Zur Beheizung für den Trocknungsvorgang 1st die Behälterwand mit einem Heizmantel versehen. Zur Erhöhung der Heizleistung 1st bei dem Prozeßfilter nach der DE-PS 30 22 644 auch der Behälterhals doppelwandig ausgeführt, so daß das Produkt auch durch eine Wärmeabgabe des Benälterhölses beheizt werden kann.
Die Erhöhung der Heizfläche und damit die zusätzliche Heizwirkung 1st jedoch aufgrund der relativ kleinen Oberfläche des Behälterhalses beschränkt. In der Praxis hat sich weiterhin herausgestellt, daß bei der Verarbeitung von temperaturempfindlichen Produkten, wie es häufig in der pharmazeutischen Industrie der Fall ist, Probleme bezüglich Überhitzungen auftreten können. Bei der bekannten Heizung besteht die Gefahr von Überhitzungen, worunter das Produkt leiden kann, bzw. sogar verdorben werden kann. Es bildet sich eine Kruste am Behälterhals, welche überhitzt wird und darüberhinaus wärmeisolierend wirkt. Durch die Ausbildung der Kruste als Trennschicht sinkt auch die Heizleistung. Fällt die Kruste In das Produkt, so wird dieses entsprechend verunreinigt. Im Unterschied zur Beheizung der Behälterwand selbst kann somit die Kruste ein Problem darstellen. Dadurch, daß bei einer Beheizung des Behälterhalses die Zentrifugalwirkung im Gegensatz zur Behälterinnenwand negativ auf die Heizfläche wirkt,
wird das Produkt, welches im Spalt zwischen Heizfläche und Rührorgan ist, nicht umgeschichtet. Im Behälterhals bildet sich somit eine Kruste auf der Heizfläche, welche auf der übrigen Heizfläche der Behälterinnenwand nicht entstehen kann.
Nachteilig ist auch, daß durch die Aufheizung des Behälterhalses Führungsungenauigkeiten durch Materialdehnungen berücksichtigt werden müssen. Dies bedeutet, mit den Rührorganen müssen größere Abstände von der Behälterwand eingehalten werden, damit keine Berührungen auftreten. Durch die einzuhaltenden größeren Abstände wird das Produkt bei der Trocknung nicht vollständig umgeschichtet und beim Entleeren nicht vollständig ausgetragen. D>?r daraus resultierende Wirkungsgradverlust ist sehr schwerwiegend, weil es sich fast ausschließlich um sehr teure Produkte handelt.
Der vorliegenden Erfindung Hegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Prozeßfilter der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der besser beheizbar 1st, wobei gleichzeitig auch Uberhitzungen und Wirkungsgradverluste weltgehend vermieden werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Rührwerkswelle als Hohlwelle ausgebildet 1st, mit einer Zuleitung und einer Rückleitung für ein Heizmittel, und daß der Rührbalken und die Rührorgart- m Inneren Heizkanäle aufweisen, die mit der Zuleitung und der Ableitung 1n der Hohl-
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weiie verbunden sind.
Durch die Beheizung des Rührbalkens und der Rührorgane erhält man eine deutlich größere Heizfläche, wobei hinzukommt, daß diese direkt im Produkt zur Auswirkung kommt. Aufgrund einer ständigen Relativbewegung zwischen den Rührorganen und dem Produkt findet ein deutlich besserer Wärmeaustausch statt.
Dadurch, daß die Rührorgane mit dem Rührbalken durch die heb- und senkbare Rührwerkswelle in ihren Höhenlagen einstellbar sind, kann in das Produkt stufenweise oder kontinuierlich eingefahren werden. Auf diese Weise läßt sich je nach Bedarf die Heiz- bzw. Kontaktfläche ändern, wodurch systematisch ein Kuchen aufschälbar ist. Durch die ständige Bewegung und den Temperaturaustausch werden deutliche überhitzungen vermieden. Gleiches gilt für Anbackungen.
Da der Hals nicht mehr so hoch temperaturbelastet 1st, stellt sich damit auch das Problem von Führungsungenauigkeiten nicht. Weiterhin werden Wärmeverluste durch den Hals oder zusätzliche Isolierungen vermieden, die bei dessen Beheizung über einen Doppelmantel aufgetreten sind.
In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Zuleitung 1m Bereich des unteren Endes der
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Hohlwelle In einen in Längsrichtung des Rührbalkens verlaufenden Heizkanal mündet, der mit Heizkanälen in den Rührorganan verbunden ist, deren Ausgänge mit der Rückleitung verbunden sind.
Durch diese Ausgestaltung wird auf einfache Weise eine Zirkulation des Heizmittels und dessen Rückführung erreicht.
Für die Zuleitung und die Rückleitung in der hohlen Rührwerkswelle sind verschiedene Lösungen möglich. In einfacher Weise kann hierzu die Zuleitung als feststehendes zentrales Innenrohr und die Rückleitung als Ringleitung, die zwischen dem Innenrohr i>nd der Innenwand der Hohlwelle angeordnet 1st, ausgebildet r?in. Dabei ist lediglich dafür zu sorgen, daß zwischen dem feststehenden Innenrohr und der rotierenden Rührwerkswelle entsprechende Dichtungen angeordnet sind bzw. daß eine Trennung zwischen der Rückleitung und der Zuleitung vorhanden ist.
Hierzu kann vorgesehen sein, daß das Innenrohr auf der Oberseite mit einem Dichtkopf versehen ist, der die Abdichtung für die Zuleitung und die Rückleitung bildet, wobei der Dichtkopf auf der Rührwerkswelle gelagert sein kann.
Am unteren Ende des Innenrohres kann eine Spaltdichtung, z.B. eine Labyrinthdichtung, vorgesehen sein, um eine Tren-
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nung zwischen dem Zulauf des Heizmittels und dem Rücklauf zu erreichen.
Die Rückleitung des Heizmediums von den Rührorganen zu der Rührwerkswelle kann auf beliebige Weise erfolgen. Hierzu kann z.B. in einfacher Weise vorgesehen sein, daß an den Rührorganen an deren von der Zulaßseite abgewandten Enden Querrohre angeordnet sind, die in die Rückl&ufleitung münden.
Eine andere Möglichkeit, durch die weniger Stör- und Ablagerungsstellen entstehen, kann darin bestehen, daß die Rührorgane mit ihren inneren Enden in eine Befestigungsnabe für den Rührbalken münden und daß die Befestigungsnabe Durchgangsbohrungen aufweist, die in die Rücklaufleitung münden.
Auf diese Weise wird ein zusätzliches Zwischenstück zur Rückleitung vermieden. Vielmehr wird für diesen Zweck die Befestigungsnabe herangezogen, wobei es im Unterschied zu der bekannten Befestigungsart der Enden dar Rührwerksorgane auf dem Rührbalken lediglich erforderlich 1st, die Enden mit der Befestigungsnabe zu verbinden.
In vorteilhafter Welse können die Rührorgane wendelförmig gebogene Arme aufweisen, wie an sich bekannt, wodurch das Produkt nicht nur geschoben, sondern regelrecht umgepflügt
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Die Rührorgane können als Rohre ausgebildet sein, an die seitlich flache Schaber angesetzt sind, durch die das Produkt von den Wänden des Behälters und dem Behälterhals abgeschabt wird.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhanc der Zeichnung prinziptnäßig beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1: einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen
Prozeßfilter in Grundstellung
Fig. 2: einen Längsschnitt durch den Prozeßfilter nach
der Fig. 1 im geschwenkten Zustand für den
Trocknungsvorgang
Fig. 3: einen Längsschnitt durch den unteren Bereich
der Rührwerkswelle mit dem Rührwerksbalken in
vergrößerter Darstellung
Fig· 4: einen Längsschnitt, ähnlich dem 1n der Fig« 3,
mit einer anderen Anschlußart für die Rührorgane
Fig. 5: einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 1
Fig. 6: einen Schnitt nach der Linie VI-Vl der Flg. 1
Flg. 7: einen Längsschnitt durch den oberen Bereich
der Rührwerkswelle mit dem Anschluß des
Innenrohres
Aufbau und Wirkungsweise des Prozeßfilters sind grundsätzlich von bekannter Art, weshalb nachfolgend nur auf die für die Erfindung wesentlichen Teile näher eingegangen wird.
In der Position gemäß Fig. 1 wird das zu behandelnde Produkt gefiltert. Der Behälter 1 ist mit einem Heizmantel 2 versehen; d.h. er besitzt einen Doppelmantel. Im Inneren des Behälters befindet sich im unteren Bereich ein flüssigkeitsdurchlässiger Filterboden 3, hinter dem sich eine Abzugsöffnung 4 befindet.
Von der dem Filterboden 3 gegenüberliegenden Behälterwand
aus ragt eine Rührwerkswelle 5 1n das Behälterinnere. Der Behälter 1st an dieser Stelle mit einem nach Innen gerichteten Behälterhals 6 versehen. Am unteren Ende des Behälterhalses 6 befindet sich ein Führungslager 7 für die Rührwerkswelle 5. Die Rührwerkswelle 5 selbst und die dazugehörigen Antriebseinrichtung, sowie eine nicht dargestellte Hub-Einrichtung sind über einen Flansch 8 direkt auf dem Behälter abgestützt.
über eine Befestigungsnabe 9 1st ein Rührbalken IO mit dem unteren Ende der Rührwerkswelle verbunden. Von dem Rührbalken 10 aus zweigen Rührorgane 1n Form von gewendelten oder spiralförmig verwundenen Rührarme 11 ab.
Wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, weisen der Rührbalken 10 und die Rührarme 11 Heizungskanäle 12 und 13 auf. Der Rührbalken 10 besitzt hierzu eine Dreiecksform, die aus drei Flacheisen gebildet ist. Die Rührarme 11 weisen hingegen eine Rohrform auf, an die seitlich in der Richtung auf die Innenwand des Behälters 1 und den Behälterhals 6 gerichtete Flachteile 14 als Schaber angeschweißt sind.
Für den Trocknungsvorgang wird der Prozeßfilter in die in der, Fig. 2 dargestellte Lage geschwenkt, welche im Bedarfsfalle bis 180 Grad im Vergleich zu der in der Fig. 1 dargestellten Position gehen kann. Gleichzeitig wird die Rühr-
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werksweiie 5 1n den Behilterhais 6 eingeschoben. Das Niveau des zu trocknenden Produktes kann beliebig hoch eingestellt werden. In den Fig. 1 und 2 1st es durch die gewellte Linie 1!"> angedeutet.
In den F 1g. 3, 4 und 7 1st die Zu- und Ableitung des Heizmediums deutlicher dargestellt.
Di« als Hohlwelle ausgebildete RUhrwerkswelIe 5 1st in ihrem Inneren mit einem zentralen Innenrohr 16 versehen, das am oberen Ende in einem Dichtkopf 17 befestigt ist. Von dem Dichtkopf 16 führt ein Rohrkrümmer 18 zu einer nicht dargestellten Heizquelle. Der Dichtkopf 17 ist weiterhin mit einer Auslaßöffnung 19 für den Rücklauf des Heizmediums versehen. Zwischen der Innenwand des rotationssymmetrischen Dichtkopfes 17 und der Außenwand der Rührwerkswelle 5 befindet sich ein Lager 20.
Am unteren Ende liegt zwischen dem Innevirohr 16 und der Innenwand der Rührwerkswelle eine Spaltdichtung El vor, durch die eine Abdichtung zwischen dem Zulauf des Heizmittels und dem Rücklauf geschaffen wird. Der Rücklauf des Heizmittels erfolgt durch eine Ringleitung 22, die durch die Außenwand des Innenrohres 16 und die auf Abstand davon liegende Innenwand der Rührwerkswelle 5 gebildet ist.
Die Riihrwerkswel Is besitzt eine untere Öffnung 23 in Verlängerung des Innenrohres 16, das in den Heizungskanal 1?. mündet, der im Inneren des Rührbalkens 10 in dessen Längsrichtung, d.h. radial, verläuft und damit praktisch aus zwei Leitungen besteht. Im äußeren Bereich des Rührbalkens 10 sind die Rührarme 11 mit einem Ende angeflanscht, wobei eine Verbindung mit den Heizkanälen 12 des Rührbalkens und den Heizkanälen 13 der Rührarme 11 besteht. Die Zirkulation des Heizmittels erfolgt durch die Rührarme von außen nach innen. Selbstverständlich ist jedoch auch die umgekehrte Richtung möglich, d.h. daß der Zulauf über die Ringleitung 22 und der Rücklauf über das Innenrohr 16 erfolgt.
Gemäß Fig. 3 sind die inneren Enden der Rührarme 11, welche geschlossen sind, auf den Rührbalken 10 befestigt und ein kurzes Querrohr 24 zweigt im Endbereich in radialer Richtung nach Innen ab. Über die Querohre 24 und damit fluchtende Bohrungen 25 in der Umfangswand der Rührwerkswelle 5 erfolgt die Verbindung zu der Ringleitung 22 und damit zur Abfuhr des He1zm1ttels und dessen Ableitung über die Auslaßöffnung 19 In dem Dichtkopf 17.
Statt einer Verbindung der Heizungskanäle 13 mit der Ringleitung 22 über die Querrohre 24 '/&igr; &eegr; &eegr; nach der In der F 1g. 4 dargestellten Ausgestaltung hierzu auch die Befestigungsnabe 9 verwendet werden. Wie ersichtlich sind dabei die 1n diesem
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Falle offenen Enden der Rührarme 11 mit der Befestigungsnabe 9 verbunden, wozu diese eine Schrägfläche für eine gute Anlage aufweist. Über Schrägbohrungen 26 in der Befestigungsnabe 9 und Querbohrungen 27 in der Rührwerkswelle 5 erfolgt wiederum eine Verbindung mit der Ringleitung 22.

Claims (10)

PATENTANWALT Fasanenstr. 7 DIPL.-ING. UERNER LORENZ 7920 Heidenheia 01.12.1986 - sb Akte: SCH 1655 Anmelder: Schenk Filterbau GmbH Bettringer Straße 42 7076 Waldstetten -Pansprüche
1. Prozeßfilter mit einem beheizbaren und in einem Rahmen kippbar gelagerten rotationssymmetrischen Behalte/·, mit einem flüssigkeitsdurchlässigen Filterboden, mit einer in Behälterlängsrichtung angeordneten, in axialer Richtung über eine Hubeinrichtung verstellbaren und mit einer Antriebseinrichtung versehenen Rührwerkswelle an der ein Rührbalken mit Rührorganen befestigt 1st, wobei die Rührwerkswelle über einen nach innen gezogenen Behälternais 1n das Behälterinnere eingeführt 1st,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rührwerkswelle als Hohlwelle (5) ausgebildet 1st, mit einer Zuleitung (16) und einer RUckleitung (22) für ein Heiz-
-2-
mittel, und daß der Rührbalken (10) und die Rührorgane (11) im Inneren Heizkanäle (12,13) aufweisen, die mit der Zuleitung und der Ableitung in der Hohlwelle (5) verbunden sind.
2. Prozeßfilter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zuleitung (16) im Bereich des unteren Endes der Hohlwelle in einen in Längsrichtung des Rührbalkens (10* verlaufenden Heizkanal (12) mündet, der mit Heizkanälen (13) in den Rührorganen (11) verbunden ist, deren Ausgänge mit der Rückleitung (22) verbunden sind.
3. Prozeßfilter nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zuleitung als feststehendes zentrales Innenrohr (16) und die Rückleitung als Ringleitung (22), die in dem Zwischenraum zwischen dem Innenrohr (16) und der Innenwand der Hohlwelle (5) verläuft, ausgebildet ist.
4. Prozeßfilter nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Innenrohr (16) auf der Oberseite mit einem Dichtkopf (17) versehen 1st, der die Abdichtung für die Zuleitung und die Rückleitung bildet.
5. Prozeßfilter nach einem der Ansprüche 2-4,
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-3-
dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Innenrohrs (16) zwischen der Innenwand der Rührwerkswelle (5) und dem Innenrohr eine Spaltdichtung (21) angeordnet 1st.
6. Prozeßfilter nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Rührorganen (11) an deren von der Zulaßseite abgewandten Enden Querrohre (24) angeordnet sind, die In die Rücklaufleitung (22) münden.
7. Prozeßfilter nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührorgane (11) mit Ihren Inneren Enden In eine Befestigungsnabe (9) für den Rührbalken (5) münden und daß die Befestigungsnabe Durchgangsbohrungen (26) aufweist, die in die Rücklaufleitung (22) münden.
8. Prozeßfilter nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührorgane (11) wendelförmig ausgebildet sind.
9. Prozeßfilter nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rührbalken (5) im Querschnitt gesehen wenigstens annähernd eine Dreiecksform aufweist.
-4-
10. ProzeßfHter nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührorgane (11) rohrförmig ausgebildet sind mit seitlich angesetzten Flachschabern (14).
DE8632906U 1986-12-09 1986-12-09 Prozeßfilter Expired DE8632906U1 (de)

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