DE871595C - Spaltfilter mit Filterspalten zwischen im gleichen Sinne sich drehenden, parallel liegenden Walzen - Google Patents

Description

• Spaltfilter mit Filterspalten zwischen im gleichen Sinne sich drehenden, parallel liegenden Walzen Alle Filter, welche mit parallel gelagerten, im gleichen Sinne umlaufenden Walzen arbeiten, zwischen deren Mänteln die Filterspalte bestehen, sind bezüglich der erreichbaren höchsten Feinheit der Filtration beschränkt. Die Spaltbreite kann nicht weniger als 6/ion mm betragen, da es praktisch nicht möglich ist, absolut genau geschliffene Walzen herzustellen. Die höchste Genauigkeit, welche erreicht werden kann, zeigt noch eine Abweichung von + 1/ion mm. Dazu kommt noch ein für die Betriebssicherheit notwendiger Zuschlag von mindesten 2/tot mm, denn es muß vermieden werden, daß die WalzmänteI sich jemals im praktischen Betriebe berühren, weil eine schnelle Zerstörung der geschliffenen Oberflächen die Folge sein würde.
• Eine Spaltbreite von 6/100 mm ist aber in sehr vielen Fällen für die Filtrierung zu groß. Zum Beispiel können Viskoselösungen, welche durch feinste Düsen gepreßt werden sollen, durch solche Filter nicht genügend gereinigt werden, denn Rückstände von etwa 5/too mm Durchmesser, welche das Filter noch durchläßt, würden die Düsen in kurzer Zeit verstopfen. Ebensowenig können feine Lacke damit fein genug filtriert werden. Auch Lösungen aus welchen glasklare Filme hergestellt werden sollen, erfordern größere Feinheit der Filtration. Für alle diese und viele ähnliche Zwecke kann der Vorteil der Filtration durch das kontinuierlich arbeitende Spaltfilter nicht ausgenutzt werden, vielmehr ist man auf die intermittierend arbeitenden Filter mit ihren Unbequemlichkeiten und Mängeln angewiesen.
• Durch die vorliegende Erfindung wird der Übelstand beseitigt und eine Filtrierung erreicht, welche sich bis zu jeder gewünschten Feinheit steigern läßt.
• Der dazu erforderliche Apparat ist in der Abb. I dargestellt. Darin ist A eine Walze (die Förderwalze) aus hartem Material, z. B. aus Stahl, welche das Filtergut vorwärts treibt und mit einem Schaber D versehen ist, durch den das entstehende Filtrat abgestreift wird. B ist eine Walze aus elastischem Material, z. B. aus Gummi, welche mit A parallel gelagert ist und deren Stellung durch (Einstellschrauben genau reguliert werden kann. Zwischen dieser als Stauwalze zu bezeichnenden elastischen Walze und der Förderwalze findet die Filtrierung des über den Walzen in dem Behälter E befindlichen Filtergutes statt. Beide Walzen drehen sich im gleichen Sinne, und es muß deshalb das Filtergut auf der Oberseite der Stauwalze zurückgehalten werden. Da man auf der elastischen Oberfläche der Stauwalze keinen Schaber anbringen kann, wird dieses Zurückhalten des Filtergutes durch eine dritte Walze C bewirkt, welche sich im gleichen Sinne wie die WalzenS und B dreht. Diese als Schaberwalze zu bezeichnende Walze C besteht aus hartem Material, z. B. aus Stahl, und ist mit einem Schaber F versehen, der das Filtergut zurückhält. Der Behälter -E ist allseitig geschlossen und hat an einem Ende ein Zuflußrohr G für das Filtergut, am anderen ein Abflußrohr H für die Beseitigung der Rückstände.
• Der eigentliche Filtriervorgang spielt sich nun in folgender Weise ab: Wenn -die Walzen und B mit entsprechendem Druck zusammengepreßt sind, kann praktisch kein Filtrat entstehen. Wenn der Druck allmählich gemindert wird, kommt man zu einem Punkt, an dem die Adhäsion des Filtergutes an der Förderwalze den Druck der elastischen Walzenoberfläche über windet Die Stauwalze läßt nun eine dünne Schicht durch, welche als Filtrat abgestreift wird. Dies ist der Beginn der Filtration, welche bei Null beginnerfd auf jede beliebige Feinheit eingestellt werden kann. Neben der Adhäsion spielt auch die Kohäsion des Filtergutes eine Rolle. Wäßrige Lösungen, dünne Lacke, mäßig viskose Filmlösungen z. B. können mit weichen elastischen Walzen z. B. aus Weichgummi filtriert werden.
• Zähflüssige Lösungen, z. B. Streichmasse für Kunstleder u. dgl., erfordern größere Härte der elastischen Walzenoberfläche. Die Spaltbreite kann bei diesem Verfahren der Feinfiltrierung nicht direkt gemessen werden, sie läßt sich aber aus der Filtratmenge und der Umlaufzahl der Förderwalze errechnen. Da die Umdrehungsgeschwindigkeit der Walze sehr gesteigert werden kann (2000 Umdrehungen pro Minute und mehr), ohne daß die Feinheit. der Filtration darunter leidet, ist die Leistung des Filtrats auch bei feinster Filtration relativ groß. Die Leistung ist, bei gleicher Spaltbreite und gleicher Umlaufzahl der Walzen, für dünnflüssige und dickflüssige Lösungen, der Menge an Filtrat nach, gleich groß, weil in beiden Fällen das an der Förderwalze adhärierende Filtrat mit der Oberflächengeschwindigkeit der Förderwalze durch den Spalt gezogen wird. Die Schaberwalze braucht die Stauwalze nicht restlos rein abzustreifen, es darf vielmehr ein dünner Überzug von Filtrat auf der Stauwalze verbleiben, der dann von der Förderwalze abgenommen wird. Natilrlich muß dieser dünne Überzug ebenso fein oder feiner filtriert sein, wie die Hauptmenge an Filtrat. Man erreicht dadurch eine vergrößerte Leistung und den geringsten möglichen Reibungswiderstand der Walzen.
• Alle Walzen drehen sich im gleichen Sinne, die Umfänge bewegen sich also im Berührungspunkt gegeneinander. Dadurch wird der Spalt dauernd offengehalten. Unreinigkeiten, welche größer sind als die Spaltbreite, können sich nicht vor dem Spalt festsetzen. Die Leistung an Filtrat bleibt unverändert gleich groß, wenn sich auch das über den Walzen stehende Filtergut schon stark mit Rückständen angereichert hat. Die an einem Ende der Apparatur einströmende frische Lösung verdrängt die Rückstände nach der anderen Seite, wo sie kontinuierlich oder periodisch abgelassen werden können.
• Die Abb. I zeigt eine Ausführungsform des Filters mit drei Walzen, von denen eine Walze elastisch ist. Durch die Hinzufügung einer zweiten elastischen Walze erhält man ein Filter mit vier Walzen, wie in Abb. 2 dargestellt. Dieses Filter hat die doppelte Leistung des vorher beschriebenen Dreiwalzenfilters. Es bietet außerdem den Vorteil, daß die Masse des Filtergutes, welches von der Stirnseite der Walzen her in den Raum zwischen den vier Walzen eingeführt wird, nicht mit stillstehenden Flächen, sondern nur mit den bewegten Walzenoberflächen in Berührung steht. Dadurch wird das Vorwärtsströmen der Masse längs der Walzen und die Verdrängung der Rückstände, namentlich wenn es sich um zähflüssige Lösungen handelt, sehr gut gesichert. In diesem Vierwalzenfilter hat jede der beiden harten Walzen die doppelte Funktion als Förderwalze und als Schaberwalze.
• In gleicher Weise kann man die Zahl der Walzenpaare beliebig vermehren. Man kommt dann zu Ausführungsformen, wie z. B Abb. 3 zeigt, in der eine Anzahl Walzenpaare parallel und horizontal nebeneinander gelagert, dargestellt sind. Die Abstreifschaber für das Filtrat sind nur auf den harten Walzen angeordnet. Das Aggregat endet deshalb mit einer harten Walze, auf welcher ein Abstreifschaber für die Rückstände angeordnet ist, welche in diesem Falle tangential über die ganze Apparatur fortbewegt werden und sich auf der letzten Walze sammeln. Wenn man den Zulauf so einstellt, daß die zulaufende Menge für die Filtrierarbeit der Walzen genau ausreicht, kann man den Rückstand auf der letzten Walze so konzentriert wie möglich erhalten. Dieses Filter ist namentlich dann am Platze, wenn es sich um geringe Mengen von in Wasser oder anderen Flüssigkeiten schwebenden festen Stoffen handelt, wenn also große Mengen Filtrat zu beseitigen sind, um geringe Mengen wertvollen Rückstandes ohne Verluste zu gewinnen.
• Eine besondere Eigenschaft des Filters ist die Unempfindlichkeit gegen harte Bestandteile, z. B.
• Sand, in der Lösung. Auch sehr stark sandhaltige Lösungen können filtriert werden, ohne daß die harten Walzen angeschliffen und damit die Walzenoberflächen verdorben werden.
• Ausgezeichnet geeignet ist das Filter für die Beseitigung von fasrigen Bestandteilen aus Lösungen aller Art. Da der Spalt in jedem Fall offen und voll durchlässig bleibt, werden die Fasern leicht zurückgehalten und bilden schließlich eine zusammenhängende filzige Masse, ohne daß die Leistung an Filtrat zurückgeht.
• Das Verfahren ist geeignet für die Filtrierung von Flüssigkeiten aller Art sowie von kolloidalen Lösungen, von geschmolzenen Stoffen, wie Wachs, Harz, Pech u. dgl., und von dickflüssigen Massen aller Art. Voraussetzung ist lediglich, daß das Filtergut an den Walzen adhäriert, denn die Adhäsion ist, wie im vorangegangenen Teil ausgeführt wurde, diejenige Eigenschaft des Filtergutes, durch welche die Filtrierung nach dem vorliegenden Verfahren überhaupt ermöglicht wird.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Spaltfilter mit Filterspalten zwischen den Walzenmänteln von parallel liegenden Walzen, welche sich im gleichen Sinne drehen, dadurch gekennzeichnet, das abwechselnd harte und elastische Walzen nebeneinander angeordnet sind und nach Bedarf mehr oder weniger gegeneinander angedrückt oder auseinandergestellt werden können, zwischen denen das an den harten Walzen adhärierende Filtergut durch die Drehung dieser Walzen durchgezogen wird und das entstehende Filtrat durch Abstreifschaber von den harten Walzen abgestreift wird.
2. 2. Spaltfilter nach Anspruch I, an welchem der Zufluß des Filtergutes von der Stirnseite der Filterwalzen her, von der einen Seite aus stattfindet, so daß die entstehenden Rückstände nach der anderen Seite verdrängt werden und dort kontinuierlich abgeleitet werden können.