DE907646C

DE907646C - Verfahren und Vorrichtung zur Filterung von Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE907646C
Application number: DEF1795D
Authority: DE
Inventors: William James Forrest
Original assignee: Pinchin Johnson and Associates Ltd
Current assignee: Pinchin Johnson and Associates Ltd
Priority date: 1937-05-11
Filing date: 1937-08-26
Publication date: 1954-03-29
Also published as: GB495112A; NL51130C; US2204349A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 29. MÄRZ 1954

F 1/95 IVb/12 d

ist in Anspruch genommen

Die Erfindung bezieht sich auf ein 'Verfahren und eine Vorrichtung zur Filterung oder zum Durchschlagen oder Durchseihen von Flüssigkeiten zwecks Erlangung eines reinen Filtrats. Obwohl die Erfindung ganz allgemeine Bedeutung hat, ist sie besonders anwendbar zur Erzielung reiner Filtrate aus Flüssigkeiten und besonders viskosen Flüssigkeiten, die Pigmente, Pulver, Kristalle oder andere feste Partikelchen in feinverteiltem Zustand suspendiert enthalten. Die Erfindung kann jedoch auch zur Filtrierung anderer Flüssigkeiten oder staubbeladener oder pulverhaltiger Gase, Dämpfe od. dgl. Anwendung finden. Das Durchlaufen mancher Flüssigkeiten, wie Firnisse und öle, durch Trennflächen wird manchmal' mit Raffination bezeichnet; der im nachstehenden benutzte Ausdruck Filterung oder filtrieren soll solche Behandlungen auch bezeichnen sowie alle Arten des Durchseihens, deren Zweck darin besteht, ein reines Filtrat zu erhalten und zu sammeln. In der nachstehenden Beschreibung sind die Filter- oder Durehs'eihflächen, die aus Gaze, z. B. Metallgaze, Seide, Stoff, Papier, Waschleder oder anderem Material bestehen können, als Filterstoff bezeichnet. Hauptzweck der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten und vorzugsweise selbsttätigen

Filtrierverfahrens, bei dem der Filterstoff gereinigt und der Satz so getrennt wird, daß der zum Filterstoff zurückkehrende Betrag auf ein Gerkigstmaß herabgesetzt und schließlich ein Verlust des Filtrats vermieden wird.

Man hat bereits Filtrierverfahren vorgeschlagen, bei welchen ein Flüssigkeitsstrom durch ein feststehendes Filter mittels eines während des Filtervorganges ununterbrochen dicht über die Filtratseite, d. h. diejenige Seite der Filteroberfläche bewegten Organs von unveränderlichem Rauminhalt gedrückt wird, auf der das von den Feststoffen gereinigte Filtrat austritt. Das neue Verfahren besteht darin, daß unter vollständiger Trennung der zu filternden unreinen Flüssigkeit von der ganzen Reinigungsapparatur einschließlich der bewegliehen Apparaturteile, wie Wellenlager, Weilenstopfbüchsen u. dgl., dem bewegten Organ 8, 25, 39 als Reinigungsflüssigkeit reines Filtrat zugeführt wird, das zusammen mit den vom feststehenden Filter 1, 2; 20_e, 22, 2"j\ 38 albgeschiedenen Feststoffen unmittelbar in die unreine Flüssigkeit gelangt, in welcher die Feststoffe sich in bekannter Weise unter dem Einfluß der Schwere trennen, as so daß der unreinen Flüssigkeit jeder Zutritt zu den beweglichen Apparaturteilen verwehrt wird. Ist infolgedessen ein Teil der Filterfläche zum Filtrieren frei, so wird ein anderer Teil gereinigt. Vorzugsweise ist die Anordnung so getroffen, daß der Reinigungsvorgang fortlaufend während des Filtervorganges vor sich geht. In besonderen Fällen kann die Anordnung aber auch so getroffen sein, daß der Durchfluß des als Reinigungsmittel dienenden Filtrats absatzweise oder periodisch erfolgt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist Filterstoffe auf, die gegenüber dem Gestell der Maschine eine feste Lage einnehmen, da große Schwierigkeiten entstehen können, wenn Flächen, wie beispielsweise die Enden einer Drehtrommel, in unmittelbarer Nachbarschaft von festen Flächen in Gegenwart von in Flüssigkeiten mitsuspendierten festen Stoffen sich drehen, wie es bei zu filtrierendem Material der Fall ist.

Besonders bedeutsam ist das neue Verfahren in solchen Fällen, in denen es wesentlich ist, daß keine fremden Stoffe sich mit dem Filtrat mischen sollen, beispielsweise in Fällen, wo Farbe oder Firnis oder ähnliche Stoffe behandelt werden und wo beispielsweise die Einführung von Luft in den zu behandelnden Stoff oxydierende Wirkung auf die Farbe haben würde. Ähnliches gilt für die Verwendung des Filtrats als Reinigungsmittel bei Reinigungsprozessen von ölen und anderen Stoffen, die durch Mischung mit anderen Stoffen in schädlicher Weise beeinflußt werden wurden.

Um das erfindungsgemäße Verfahren praktisch durchführen zu können, sind gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung Einrichtungen getroffen, um eine begrenzte Fläche des Filterstoffes mittels einer Druckkammer (Reinigungskopf) abzutrennen, die mit einer Pumpe oder einer anderen Druckeinrichtung in Verbindung steht, welche in der Kammer einen größeren Druck hervorrufen kann, als er über der Rohmaterialseite des Filterstoffes herrscht, 'Dabei sind der Filterstoff und der Remigungiskopf so gebaut und angeordnet, daß letzterer über den Filterstoff entweder in Berührung mit diesem oder in enger Nachbarschaft mit ihm bewegt werden kann, so daß die Druckflüssigkeit allmählich auf verschiedene Teile des Filterstoffes trifft. Eine vorzugsweise Ausführungsform einer Vorrichtung dieser Art besteht darin, den Reinigungskopf über den Filterstoff auf seinem Träger entweder hin und her gehend oder sonst mittels geradliniger Bewegung gleiten zu lassen. Der Reinigungskopf bewegt sich immer über die Filtratseite, die reine Seite, der Filterfläche, so daß der Satz nicht gegen die Fläche des Filterstoffes gerieben wird. Ein solches Reiben würde zur Beschädigung des Filter-■j stoffes führen. Die Erfindung bezieht sich daher ! nicht auf Verfahren oder Vorrichtungen, bei denen j Reinigungsköpfe oder Schaber Verwendung finden, die aui diejenige Seite auf den Filterstoff einwirken, an welcher sich der Satz sammelt.

Der Reinigungskopf kann in leichter Berührung ! mit der Filtratseite des Filterstoffes stehen. Im j allgemeinen ist jedoch keine absolut dichte Berührung nötig. Das hat den Vorteil, daß ein Spielraum gelassen werden kann, der etwa dem Durchmesser feiner Partikelchen entspricht, die einen Teil des Filtrats bilden, z. B. Teilchen von 0,25 mm Durchmesser, wodurch Abnutzung vermieden und die Lebensdauer des Filterstoffes verlängert wird.

Von großer Bedeutung ist es auch, daß der vom Filterstoff weggeputzte Satz oder Schlamm aus der Nähe desselben entfernt wird und in denjenigen Teil der Vorrichtung läuft, aus welchem er in geeigneter Weise herausgezogen werden kann, da sonst erfahrungsgemäß bei der Durchführung solcher Verfahren große Schwierigkeiten auftreten. Wenn das Filtrat als Reinigungsmittel benutzt wird, ist es ebenso wichtilg, daß es nicht verlorengeht, sondern wieder durch den Filterstoff zu der reinen Seite hindurchgeleitet wird.

Es ist weiterhin ein besonderes Merkmal der Erfindung, daß durch Einspritzen oder Einschleudern des Reinigungsmittels in den Hauptteil des Rohstoffes eine Wirbelung erzielt wird, welche den regelmäßigen Filtrierablauf wesentlich unterstützt. Zu diesem Zweck ist der Filterstoff, wenn das zu behandelnde Material derart ist, daß der Schlamm zu Boden fällt, im oberen Teil des Aufnehmers angeordnet, der genügend Tiefe aufweist, daß der Schlamm in dem durch den unteren Teil des Aufnehmers gebildeten Sumpf im wesentlichen isoliert werden kann. Weist das zu behandelnde Material andererseits eine solche Beschaffenheit auf, daß der Schlamm nach oben steigt, so würde iao der Filterstoff im unteren Teil des Aufnehmers angeordnet werden müssen, wobei der Aufnehmer wiederum genügend Tiefe haben müßte, um den Filterstoff soweit wie praktisch möglich von dem sich sammelnden Schlamm entfernt zu halten. Bei der Behandlung von Farben und Firnissen bei-

spielsweise sinkt der Satz zu Boden, während bei der Filtrierung von Wasser, welches leichte organische Bestandteile, wie Holzstaub, Papier, Blätter od. dgl., enthält, die Beimengungen an die Oberfläche steigen würden. Die Filterbemessung sollte so gewählt werden, daß eine gewünschte Zeit zur Trennung durch Schwerkraft zur Verfügung steht. Verschiedene besondere Vorteile werden durch die Erfindung u.a. erzielt. Erstens ist durch den Wegfall einer Drehtrommel oder eines anderen Filterträgers die schwierige lAufgabe vermieden, eine gut dichtende Verbindung zwischen der sich drehenden Filtertrommel und ihren Endplatten oder ihrem Gehäuse aufrechtzuerhalten, während eine schlechte Verbindung oder eine Abnutzung zwischen diesen Teilen unerwünschte Mengen des Satzes od. dgl. in das Filtrat gelangen lassen würde. Zweitens arbeitet der Reinigungskopf in der Vakuumkammer des Filters, nämlich an der-

ao jenigen Seite, welche das Filtrat enthält, und hat infolgedessen volle Bewegungsfreiheit, ohne durch die Anwesenheit von Niederschlagsmengen oder Satz, die durch den Druck in dem Sektor auf der Rohstoffseite des Filterstoffes hindurchgedrückt werden könnten, behindert zu werden. Der Eintritt von Rohmaterial in den Reinigungskopf ist daher ausgeschlossen, obwohl eine gute Dichtung zwischen dem Kopf und dem Filterstoff bzw. seinem Träger nicht vorhanden ist; und da sich überdies kein zurückgeworfener Stoff innerhalb der Vakuumkammer befindet, kann er nicht durch den sich bewegenden Kopf gegen die Filterfläche gedruckt werden. Drittens ist kein Teil vorhanden, der den Satz gegen den Filterstoff reibt. Viertens erleichtert die Anordnung des beweglichen Kopfes in der Vakuumkammer das Absetzen des zurückgeworfenen Materials infolge seiner Schwere, was durch den Druck des Reinigungsmittels abseits der Filterzone unterstützt wird. Fünftens kann eine bestän- dige und fortdauernde Zufuhr von Druckflüssigkeit zur Reinigung des Filters während des Verlaufs des Filtervorganges aufrechterhalten werden.

Zum besseren Verständnis ist die Erfindung in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht. Die

Figuren zeigen drei Ausführungsmöglichkeiten von Filtervorrichtungen, welche die erfindungsgemäßen Merkmale aufweisen.

Fig. ι und 2 sind senkrechte Längsschnitte in zwei zueinander rechtwinkligen Ebenen durch eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein feststehendes Trommelfilter und ein drehbarer Reinigungskopf verwendet werden;
Fig. 3 ist ein Aufrißschnitt und Fig. 4 ein Grundrißschnitt einer anderen Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Scheibenfilter und ein drehbarer Reinigungskopf benutzt werden;

Fig. 5 ist ein Schnitt durch den Reinigungskopf · in Richtung der Pfeile A, A der Fig. 3; Fig. 6 und 7 sind senkrechte Längsschnitte in zwei zueinander rechtwinkligen Ebenen durch eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der ein Trommelfilter und ein hin und her gehender Reinigungskopf Verwendung finden;

Fig. 8 ist eine Seitenansicht, Fig. 9 eine Endansicht und
Fig. 10 ein Grundriß eines Filters, der zugehörigen Pumpe und des zugehörigen Antriebsmotors.

Bei allen beschriebenen Ausführungsformen findet dasselbe Prinzip Anwendung, d. h. Vakuum und Druck wirken gleichzeitig an verschiedenen Zonen des Filterstoffes, und zwar vorzugsweise ohne Unterbrechung, außer bei der Entfernung des herausgeworfenen Materials.

Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung (Fig. 1) ist um eine perforierte Trommel 2 der Filterstoff 1 herumgewunden, der beispielsweise aus Gaze, die z. B. aus rostfreiem Stahl oder anderem Werkstoff gefertigt sein kann, Seide, Tuch, Papier, Waschleder oder anderen geeigneten Filterstoffen bestehen¹ kann. Die Trommel ist in geeigneter Weise in einem äußeren Gehäuse oder Aufnehmer 3 befestigt, in das das Rohmaterial oder der ungereinigte Stoff beispielsweise durch eine oder mehrere Seiten- oder Deckenöffnungen 4, 5 durch Schwerkraftwirkung, Pumpenwirkung oder andere geeignete Mittel eingeleitet wird. Vorzugsweise läßt man das Material nur durch Schwerwirkung ruhig einlaufen, um den Schlamm ·, sowenig wie möglich aufzurühren.

Diese Filtervorrichtung ist besonders geeignet zum Filtern von Farbe, Firnis oder anderen Stoffen, bei denen das abgeschiedene grobe Material, das herausgeworfen wird, schwerer ist als das feinere Material. Infolgedessen ist die Filtertrommel im oberen Teil des Aufnehmers 3 angeordnet und weist dieser eine genügende Tiefe auf, um eine Trennung des ausgeworfenen Materials durch Schwerwirkung zu ermöglichen, so daß sich letzteres am Boden des Empfängers sammelt und von der Filterzone und denjenigen Stellen ferngehalten wird, an welchen das als Reimigungsflüss'igkeit dienende Filtrat zurückgedrückt wird, um sich mit dem Rohmaterial zu mischen. Vorzugsweise wird der Zufluß des Materials mit so wenig Druck wie nur möglich bewirkt, wodurch der im Reinigungskopf erforderliche Überdruck begrenzt und ein zu großer Rücklauf des Filtrats durch den no Filterstoff vermieden wird. Überdies wird auf diese Weise das Niedersinken des Satzes, der aus dem Filterstoff herausgedrückt wird, erleichtert. Es ist vorteilhaft, die Rohflüssigkeit zum Filter aus einem großen Vorratsbehälter über einen kleinen, durch Schwimmerventile gesteuerten Tank laufen zu lassen, so daß der Druck in geeigneter Weise verringert wird.

Der Aufnehmer weist einen nach unten sich verjüngenden Sumpf 6 auf, in welchem sich das grobe Material oder der Schlamm sammelt und aus dem es über den Auslaß 6_H, zweckmäßig über ein Ventil 7, entfernt werden kann. Innerhalb der Trommel ist ein sich drehender hohler Sektor 8 angeordnet, dessen äußere Flächen zweckmäßig geschliffen sind, um einen guten Gleitsitz an der

inneren Wand der Trommel zu ergeben. Er kann auch mit Nuten versehen sein, um Dichtungsstoffe aufzunehmen.

Der Sektor sitzt auf einer Hohlwelle 9, deren Inneres mit dem Innern des Sektors über eine Anzahl Löcher oder Schlitze 10 in der Welle in Verbindung steht. Die radialen Wände 11 des Sektors werden durch (Endplatten 12 dicht miteinander verbunden, so daß eine trogartige oder sektorförmige Kammer entsteht. Der von den radialen Wänden gebildete Winkel kann je nach dem zu verarbeitenden Material variieren; zur Behandlung von Farbe oder Firnis hat sich ein Winkel von 30⁰ als passend erwiesen. Ein etwas ■ 15 größerer Winkel oder eine größere Anzahl von Sektoren kann notwendig werden, wenn weniger viskoses Material behandelt werden soll, so daß das Verhältnis der wirksamen Filterfläche zu der unter Reinigung befindlichen Fläche verringert ao wird, und dementsprechend kann ein kleiner Sektor erwünscht sein, um viskosere Flüssigkeiten zu behandeln. Die Endplatten 12 und die Enddeckel i3_a des Gehäuses oder Aufnehmers weisen an den Stellen I3₆, it,_c je einen ringförmigen Vorsprung auf, wodurch sich je eine Kammer 14 zwischen jeder Endplatte oder Scheibe und dem zugehörigen Gehäusedeckel bildet. Die Endplatten sind so gestaltet, daß die ringförmigen Kammern 14 ständig mit dem Trommelinnern" i4_ß in Verbindung stehen und beide über Auslaß 15 und Rohr 49 an die Saugseite einer äußeren Pumpe 45 angeschlossen werden können (Fig. 8 bis 10).

Die Pumpe 45 kann eine rotierende Zahnradpumpe oder eine andere geeignete Pumpe sein, mit der eine Druckverminderung in der Endkammer 14 und in dem Innenraum I4_a der Trommel hervorgerufen werden kann, so daß das feine Material beim Durchlaufen durch den um die Trommel gelegten Filterstoff unterstützt wird, während die Hohlwelle 9, die mit dem Innern des Drehsektors 8 in Verbindung steht, über irgendein geeignetes Kupplungsstück an ein Rohr 16 angeschlossen ist, welches zur Druckseite der Pumpe führt. Um zu verhindern, daß der Filterstoff durch Verstopfen seiner Poren unwirksam wird, wird ein geringer Bruchteil des Filtrats fortlaufend durch das Rohr 16 von der Pumpe durch die Hohlwelle und in den Drehsektor 8 nebengeleitet, wodurch ein Druck in dem Sektor entsteht, der genügt, um den Druck im Aufnehmer 3, welcher das einlaufende Rohmaterial enthält, zu überwinden. Der angewandte Druck hängt von dem zu behandelnden Material ab. Bei der Behandlung gewisser Farben ist ein zwischen 0,35 und 0,7 kg/cm² liegender Druck als geeignet festgestellt worden, der von der Viskosität des Materials abhängt.

Die Anbringung eines Manometers 46 in der Rohrleitung zum Sektor ist zweckmäßig, damit der Druck unter ständiger Beobachtung gehalten wer-6n den kann. Wenn es nötig ist, können selbsttätige Einrichtungen vorgesehen sein, um den Druck anzuhalten, wenn eine vorbestimmte Ablesung erreicht ist. Auch das Vakuum kann in weiten Grenzen verändert werden. Beispielsweise ist eine Anzeige von 12,5 mm am Manometer 47 im allgemeinen für die Behandlung von Farben geringerer Viskosität genügend, während für eine Farbe von ziemlich hoher Viskosität eine Ablesung von 254 mm oder darüber erreicht werden kann. Das Manometer 47 kann als Kontrolluhr dienen, weil jede unzulässige Erhöhung der Ablesung anzeigt, daß sich im Aufnehmer eine unerwünschte Menge von Schlamm oder herausgeworfenem Material ansammelt. Jedes unzulässig hohe Vakuum kann dadurch beseitigt werden, daß man den größeren Teil des Filtrats zu der Druckkammer 8 und durch den Filterstoff zurückführt, oder man könnte durch völliges Schließen des Abflußventils 48 das ganze Filtrat für einige Augenblicke zurückführen. Der Schlamm oder Niederschlag wird inzwischen aus dem Filterstoff durch unverzügliche Abnahme des Vakuums entfernt. Das Auslaßventil kann dafür eingerichtet werden, daß es sich je nach dem Grad des erreichten Vakuums selbsttätig ganz oder teilweise schließt. Auch das Schlammventil 7 könnte sich selbsttätig öffnen. Selbsttätige Einrichtungen können auch getroffen werden, um die Pumpe oder den Einlauf der Rohflüssigkeit abzustellen; diese Einrichtungen könnten gegebenenfalls auf den in der Filtratkammer 14,, erreichten Unterdruck an- g₀ sprechen.

Die Drehzahl des Sektors 8 wird ebenso nach dem zu behandelnden Material gewählt. Im allgemeinen muß sich der Drucksektor um so schneller drehen, je niedriger die Viskosität des zu filternden Stoffes ist. Wird Farbe mit einer Viskosität etwa von Sirup und einem spezifischen Gewicht von 2,2 behandelt, so läuft der Sektor mit ungefähr 8 U/min, womit gute Ergebnisse erzielt wurden. Bei einer Farbe mit einem spezifischen Gewicht _iOo von 1,5 erwies sich die doppelte Drehzahl als brauchbar. Der Sektor kann durch einen Elektromotor 50 (Fig. 8 bis 10) oder durch irgendeine andere Kraftquelle angetrieben werden.

Die Natur des Filter stoff es hat auch einen Einfluß auf den Druck, mit welchem das Material durch das Filter in einer Richtung hindurchgedrückt wird, und auf das Vakuum, mit dem das feine Material in der anderen Richtung hindurchgezogen wird. Wird eine feinere Gaze verwendet, so müssen größerer DtucIc und ein höheres Vakuum angewendet werden.

Während der Drehung des Sektors 8 hat das zurückkehrende Filtrat die Wirkung, den Satz von der Filterfläche herunterzublasen oder zu drücken und es zu zwingen, durch Schwerkraft in den Schlammsumpf herunterzufallen. Es kann ein Schaber vorgesehen werden, um die Reinigungswirkung zu unterstützen.

Ferner können Vorkehrungen dafür getroffen sein, die Drehzahl des Sektors und diejenige der Pumpe zu ändern. Beispielsweise können geeignete Drehzahlregler im Antrieb des Sektors und der Pumpe vorgesehen sein.

Unterhalb der Auslaßöffnung des Schlammsumpfes kann ein weiterer Behälter 18 angeordnet

werden. Das Ventil im Sumpf kann geschlossen werden, während dieser Behälter entleert wird, im übrigen aber offenstehen, so daß das Filter zur Entleerung des Schlammes nicht stillgesetzt zu werden braucht.

Es ist zweckmäßig, Einlasse 5 für das Rohmaterial und Auslässe 15 für das Filtrat an gegenüberliegenden Seiten der Vorrichtung vorzusehen. Die Einlasse und Auslässe an einer Seite können, falls gewünscht, verschlossen sein, während die anderen im Gebrauch befindlich sind. Es können auch Deckenöffnungen für den Einlaß des Rohmaterials vorgesehen sein. Die Deckenöffnung kann auch bloß als Luftloch dienen. Am Aufnehmer 3 kann ein Manometer vorgesehen sein. Die die Sektorflügel tragende Hohlwelle kann an einem Ende mit der Treibwelle 19 und am anderen Ende mit dem vorerwähnten Kupplungsstück, das zu dem Druckrohr 16 führt, lösbar ver- bunden sein. Zwischen den abnehmbaren Endplatten des Gehäuses, der Treibwelle und dem Kuppliunigsstück können! geeignete Stopfbüchsen und Packungen 20, 21 vorgesehen sein.

Die Vorrichtung kann aus Metall, Porzellan, Steingut, Holz oder anderem geeignetem Werkstoff bestehen, je nach dem Stoff, den die Vorrichtung verarbeiten soll. Bei der beschriebenen Vorrichtung sind die Trommelachse und die Sektorwelle waagerecht angeordnet, doch können sie auch senkrecht oder in irgendeiner beliebigen Neigung stehen oder liegen, und es können dabei geeignete Einrichtungen vorgesehen sein, um den Schlamm abzuschlagen.

Wenn erwünscht, können die radialen Flügel des Sektors zwecks Änderung ihres Winkels zueinander einstellbar gemacht werden, wodurch das Verhältnis der effektiven Filterfläche zu der zu reinigenden Fläche geändert werden würde. Die Erfindung ist keineswegs auf Trommelfilter beschränkt. Nach dem Auisführungsbeiispiel der Erfindung, wie es in den Fig. 3 bis 5 dargestellt ist, wird ein Plattenfilter 22 verwendet. Diese Vorrichtung besteht aus einem geeigneten Aufnehmer 3 für das Rohmaterial und dem Filterstoff 22 sowie

⁴S Scheiben 20_a, 27, zwischen denen der Filterstoff festgeklemmt ist. Der Filterstoff teilt den Aufnehmer in Kammern 22,, 24, die beispielsweise oben und unten liegen. Die Druckkammer (der Reindgungskopf) besteht aus einem hohlen radialen oder diametralen Arm 25 am Ende einer Hohlwelle 26, die das zurückgeführte Filtrat in den Arm leitet. Letzterer dreht sich in der oberen Kammer 23 um die Achse der Welle über der Scheibe aus Filterstoff und unterwirft dabei fortschreitend gewisse Filterflächenzonen einer Reinigungswirkung. Das Rohmaterial wird der unteren Kammer 24 zweckmäßig an ihrem oberen Teil oder in der Nähe desselben durch den Einlaß 24,,. zugeführt, so daß der Schlamm nicht aufgerührt wird, und das gefilterte Material tritt in die obere Kammer ein, wonach ein Teil des Filtrats zum Dreharm zurückgeleitet wird, so daß es durch den Filterstoff zurückkehrt, um sich mit dem Rohmaterial zu mischen. Die untere Kammer weist eine genügende Tiefe auf, um den Schlamm von dem Filterstoff fernzuhalten.

Die Klemmscheiben 26_a, 27 haben eine Vielzahl von Löchern oder Schlitzen 28, die sich zweckmäßigerweise verjüngen, und zwar derart, daß die Querschnittsvergrößerung derselben in Richtung der Filterscheibe liegt, um dem zu behandelnden Material die größte Filterfläche darzubieten. Die Löcher in der Trommel eines Trommelfilters könnten ähnlich geformt sein.

In gewissen Fällen kann der Filterstoff über die eine Seite einer perforierten Platte gestreckt werden; der Dreharm 25 bewegt sich dann über die entgegengesetzte Plattenfiäche.

Der Arm kann gleichmäßigen Querschnitt aufweisen, d. h. parallele Wände besitzen. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, wird der innere Querschnitt von der Drehachse nach dem äußeren Ende des Armes zu größer.

Der Aufnehmer ist zweckmäßig bei 23_a mit einer äußeren Pumpe verbunden. Doch kann die Pumpe auch innerhalb des Aufnehmers gelagert sein und einen entsprechenden Antrieb durch den Dreharrti. erhalten, so daß der Antrieb des letzteren von der Pumpenwelle abgeleitet wird.

Bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform ist der Arm mit einer axialen röhrenförmigen Verlängerung 29 versehen, die durch eine Dichtung 30 im Deckel 31 des Aufnehmers 3 hindurchgeht und sich um ein inneres festes Rohr 32 dreht, durch welches das zurückgeleitete Filtrat dem Arm zugeführt wird. Zwischen dem sich drehenden und dem festen Rohr befindet sich eine geeignete Dichtung 33. Das sich drehende Rohr trägt ein Kegelrad 34, das durch ein Kegelritzel 35 auf einer Antriebswelle 36 angetrieben wird, die über dem Aufnehmerdeckel angeordnet ist. Ein Kugellager oder ein anderes geeignetes Längslager 37 kann zwischen dem Dreharm, seiner Hohlwelle und dem festen Rohr eingeschaltet sein. Die Einstellung des Druckarmes 25 zu der Klemmscheibe 2Ö_a wird durch die Betätigung der Schraube 37_a und der Gegenmutter 37_& bewirkt.

Es ist natürlich auch nicht nötig, daß die Druckkammer sich dreht, um dem Erfindungsgedanken zu genügen. Gleitende oder hin und her schwingende Vorrichtungen sind in gleicher Weise verwendbar, wie sie beispielsweise in den Fig. 6 und 7 dargestellt sind. Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung findet eine Filtertrommel 38 Verwendung, die einen hin und her gehenden Kolben 39 enthält, welcher seinerseits mit einer umlaufenden Ausnehmung 40 versehen ist, die über hohle Speichen 41 oder äquivalente Einrichtungen mit einer mittleren hohlen Welle 42 in Verbindung steht, die den Kolben in hin und her gehender Bewegung über die ganze Trommelfläche zu führen gestattet. Nebengeleitetes Filtrat wird als Reinigungsmittel für den Filterstoff längs der Hohlwelle in die umlaufende Ausnehmung gedrückt, so daß beim Hinundhergehen des Kolbens das

Druckmedium durch den Filterstoff um den ganzen Trommelumfang herum in den Aufnehmer für das Rohmaterial, in dem die Trommel gelagert ist, hindurchgedrückt wird. Die Speichenkonstruktion des Kolbens läßt das Filtrat frei durch ihn hindurchlaufen, so daß der Kolben keine Plungerwirkung ausüben kann, sondern durch seinen langsamen Hinundhergang in der Zylindertrommel dient der Kolben lediglich dazu, das Druckmedium ίο fortlaufend durch den Filterstoff hindurchzuleiten.

Der Aufnehmer und die Filtertrommel können ähnlich den bereits beschriebenen Bauarten ausgeführt sein. Das Rohmaterial tritt dabei am Kopf des Aufnehmers oder in dessen Nähe ein, und das Filtrat wird aus der Trommel, in welcher der Kolben hin uwcf her geht, herausgelassen. Der Aufnehmer weist genügende Tiefe auf, um Raum zu haben für die Ansammlung des Schlammes im unteren Teil des Aufnehmers abseits des Filters. Gemäß einer weiteren Abänderungsform der Erfindung findet eine hohle archimedische Schraube Verwendung. Das Druckmedium wird dabei einer dauernden öffnung oder einer Reihe von öffnungen in dem äußeren Teil der Schraube zugeführt, wobei dieser Teil über die Innenfläche der Trommel läuft.

Zum Abziehen des Filtrats bzw. zum Zuführen des als Druckmedium dienenden Filtrats zum Reinigungskopf kann jede geeignete Vorrichtung benutzt werden. An Stelle einer Pumpe kann beispielsweise eine nach dem Injektorprinzip arbeitende Einrichtung Verwendung finden.

In einigen Fällen können zwei oder mehrere Filter Verwendung finden, die Filterstoffe verschiedener Maschenweite in Reihenanordnung aufweisen, wobei das Material eine graduierte Filterung erfährt, indem es zunächst durch die gröberen und dann durch die feineren Filterstoffe gefiltert wird.

Statt des Filterauffoaues aus a) der Vakuumkammer, z. B. 23 in Fig. 3, b) dem Reinigungskopf und c) einem Antrieb für diesen zu einem geschlossenen Ganzen mit dem Aufnehmer für die Rohflüssigkeit, z. B. 24 in Fig. 3, könnten die drei Teile unter a), b) und c) teilweise in einem Behälter für das Rohmaterial eingetaucht sein, wobei der Reinigungs- oder Druckkopf beispielsweise mit Hilfe einer biegsamen Welle angetrieben wird und biegsame Rohrleitungen vorgesehen werden, um den Filtratanfall abzulassen und das als Reinigungsmittel dienende Filtrat zum Reinigungs- oder Druckkopf zu führen. In gewissen Fällen kann sogar die Pumpe selbst mit eingetaucht werden. Auf der anderen Seite kann auch die Pumpe in dem Vakuum der Filtratkammer untergebracht werden. Unter allen Umständen muß aber das Filtrat alle beweglichen Teile schützen, die durch den Zutritt des Schlammes beschädigt werden können, ίο Anstatt nicht die ganze Vorrichtung für eine gründliche Reinigung auseinanderbauen zu müssen, braucht man nur das Auslaßventil zu schließen und flüchtiges öl oder andere geeignete Reinigungsmittel durch die Vorrichtung kreisen zu lassen.

Filtervorrichtungen nach der Erfindung können für sehr viele Zwecke benutzt werden. Beispielsweise sind sie anwendbar in Verbindung mit dem Schmiersystem von Verbrennungskraftmaschinen oder anderen Maschinen, beispielsweise als Teil des Schmierkreislaufs an Fahrzeugen, Schiffen oder Maschinenanlagen oder sonstwie. Die Erfindung ist auch anwendbar in den verschiedensten Industrien, wo Filterverfahren notwendig sind, beispielsweise also bei der Filtrierung von Bier, Farben, Firnissen und ähnlichen viskosen Stoffen, auch bei der Filtrierung von wäßrigen Flüssigkeiten, die feste 'Bestandteile enthalten.

Claims

Patentansprüche.·

i. Verfahren zum Filtern von Flüssigkeiten zur Gewinnung eines reinen flüssigen Filtrats, bei welchem ein Flüssigkeitsstrom durch ein feststehendes Filter mittels eines während des Filtervorganges ununterbrochen dicht über die Filtratseite, d.h. diejenige Seite der Filteroberfläche bewegten Organs von unveränderlichem Rauminhalt gedrückt wird, auf der das von den Feststoffen gereinigte Filtrat austritt, dadurch gekennzeichnet, daß unter vollständiger Trennung der zu filternden unreinen Flüssigkeit von der ganzen Reinigungsapparatur einschließlich der beweglichen Apparaturteile, wie Wellenlager, Wellenstopfbüchsen u. dgl., dem bewegten Organ (8, 25, 39) als Reinigungsflüssigkeit reines Filtrat zugeführt wird, das zusammen mit den vom feststehenden Filter (1, 2; 26_ßl 22, 27; 38) abgeschiedenen Feststoffen unmittelbar in die unreine Flüssigkeit gelangt, in welcher die Feststoffe sich in bekannter Weise unter dem Einfluß der Schwere trennen, so daß der unreinen Flüssigkeit jeder Zutritt zu den beweglichen Apparaturteilen verwehrt wird.
2. Vorrichtung zum Filtern von Flüssigkeiten, insbesondere von Farben, bei welcher die Flüssigkeit durch ein feststehendes Filter gedruckt und dieses von der Filtratseite her durch Rückspülung von Filtrat fortlaufend gereinigt wird, gekennzeichnet durch mindestens einen auf der Filtratseite des feststehenden Filters (1, 2 bzw. 2β_α, 22, 27 oder 38) angeordneten, über die gesamte Filterfläche beweglichen Reinigungskopf (8, 25, 39), der mit einer Pumpe (45) in Verbindung steht, mittels welcher Filtrat unter Druck durch das Filter gedruckt wird, während sich auf der Absetzseite der rückgespülte Filterrückstand durch Schwerkraft in einem Sumpf (6) absetzt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2 zur Verarbeitung von Rohstoffen, welche Sedimente enthalten, die spezifisch schwerer sind als die Trägerflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohstoffeinlauf (4, 5) am oberen Teil der Filterkammer (3), das feststehende Filter (1, 2; 26„, 22, 27; 38) in ihrem mittleren Teil und

der Absetzsumpf (6) in ihrem unteren Teil vorgesehen sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 zur Verarbeitung von Rohstoffen, welche Beimengungen enthalten, die spezifisch leichter sind als die Trägerflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohstoffeinlauf am unteren Teil der Filterkammer vorgesehen ist, so daß der zugeführte Rohstoff nach dem Oberteil der Filterkammer aufsteigen kann, während die Filterung im unteren Kammerteil vonstatten geht.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtratkammer (14, i4_a; 23) unter Unterdruck steht, während die Filterflüssigkeit der Filterkammer unter dem Einfluß der Schwerkraftwirkung zugeführt wird.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter aus einer Trommel (1, 2) besteht, in der sich ein Hohlsektor (8) dreht, der über eine Hohlwelle (9) mit der Filtratpumpe (45) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter aus einer Scheibe (26_a, 22, 27) besteht, auf deren Filtratseite sich ein Hohlsektor (25) dreht, der über eine Hohlwelle (29) mit der Filtratpumpe (45) verbunden ist.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (26_a, 2.2, 27) waagerecht angeordnet ist und es den Flüssigkeitsbehälter in eine obere (23) und eine untere Filterkammer (24) unterteilt.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter aus einer feststehenden Filtertrommel (38) besteht, in der sich ein hin und her gehender Kolben (39) mit einer ringförmigen Kammer (40) bewegt, die als Reinigungskopf dient und mit hohlen Speichen (41) und einer Hohlwelle (42) in Verbindung steht, durch welche das Filtrat dem Filter zugeführt wird.

Angezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 618906;

»Die chemische Fabrik« vom 2. 9. 1936, S. 406 und Abb. 19;

britische Patentschriften Nr. 3452 vom Jahre 1910, 225524, 386132, 413677;

USA.-Patentschrift Nr. 1 716040.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

5861 3.