DE964673C

DE964673C - Filter fuer Fluessigkeiten mit schwenkbaren Rahmen

Info

Publication number: DE964673C
Application number: DET9595A
Authority: DE
Inventors: Dario Teatini
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1953-06-16
Filing date: 1954-06-13
Publication date: 1957-05-29
Also published as: US2780364A; GB764499A; BE529621A; FR1106794A

Description

AUSGEGEBEN AM 29. MAI 1957

T 9595 IVc 112 d

Für die Filtrierung von Flüssigkeiten, welche Schwebestoffe enthalten, sind folgende Arten Filter bekannt:

a) Filter mit nebeneinandergestellten Kammern, bestehend aus Filtrierrahmen (Filterpresse);

b) Filter mit ortsfesten oder drehbaren Rahmen, in regelmäßigen Abständen angeordnet, eingeschlossen in eine Umhüllung (Hüllenfilter) ;

c) Filter mit Rotationszylinder versehen, zum Teil eingetaucht in der zu filtrierenden Flüssigkeit (stetige Filter).

Das stetige Filter, gewöhnlich mit Vakuum arbeitend, kann nur dann vorteilhaft Anwendung finden, wenn es sich um Flüssigkeiten handelt, die mit festen Stoffen bestimmter physikalischer Eigenschäften beladen sind.

Das Hüllenfilter besitzt den Vorteil, daß Flüssigkeitsaustritte wegen seines Dichthaltens nicht vorkommen. Es erlaubt jedoch nur die Bildung von Schlammablagerungen. Die Möglichkeit, feste Kuchen zu bilden,, um dann diese vom Filtertuch zu entfernen, kann nur mit der Filterpresse erreicht werden, dank ihrer Kammerzusammenstellung und der Möglichkeit, die Rahmen nacheinander zu entfernen, um die Entleerung zu bewerkstelligen. Jedoch bedeutet dies kostspielige Handarbeit.

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Außerdem besteht die Notwendigkeit, da das Dichthalten zwischen den verschiedenen Kammern von dem Filtertuch abhängt, dieses letztere zwischen den oft heißen Flächen der Rahmen stark zu pressen, und die Folgen hiervon sind Gewebebeschädigungen und Flüssigkeitsaustritte. Trotz dieser Nachteile ist die Filterpresse das am meisten benutzte Filter.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Filter, das ίο die vorteilhaften technischen Merkmale der Filterpresse und die des Hüllenfilters vereinigt, ohne deren Nachteile zu besitzen. Zu diesem Zweck sind die einzelnen Filterelemente in einer waagerechten Umhüllung je um eine Querachse schwenkbar ant5 geordnet und durch außerhalb der Umhüllung steuerbare Mittel so verbunden, daß die Filterelemente parallel bleibend gleichzeitig aus ihrer schrägen Arbeitsstellung in die senkrechte Waschstellung geschwenkt werden können,
so Es ist zwar auch bekannt, durch Kippen eines Wagens mit auf diesem starr montierten Filterelementen diese aus einer waagerechten in eine senkrechte Lage zu bringen. Demgegenüber wird beim Erfindungsgegenstand erreicht, daß infolge der Drehung der einzelnen Filterelemente von der schrägen Arbeitsstellung in die senkrechte Waschstellung die Entfernung der einander parallel gegenüberliegenden Filterflächen zunimmt, so daß die Kuchenentfernung sehr leicht erfolgt. Außerdem sind hier die Filterelemente je beiderseitig mit einer Filterfläche ausgerüstet, wodurch eine bedeutende Raumersparnis· erreicht wird. Ferner ist beim Flüssigkeitsfilter der Erfindung durch die schräge Arbeitsstellung der Elemente die Gefahr vorzeitiger oder unzeitiger Abbrechung der Kuchen bedeutend kleiner als bei unveränderlich senkrechten Filterelementen.

In den Zeichnungen sind beispielsweise einige Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Sie stellen dar

Fig. ι eine Ausführungsform stehend, der untere Teil in Ansicht, der obere Teil im Schnitt,
Fig. 2 einen Querschnitt von Fig. 1,
Fig. 3 und 4 zwei Grundrißansichten der Ver-Schiebungsvorrichtung der Rahmen,

' Fig. 5 und 6 zwei verschiedene Ausführungsformen der Rahmen selbst,

Fig. 7 und 8 eine Seiten- und Vorderansicht

einer weiteren Ausführungsform der Umhüllung, Fig. 9, 10 und 11 schematische Darstellungen des Betriebes des Filters mit den verschiedenen Phasen des Filtrierens, Waschens, Entleerens.

Nach Fig. 1 und 2 ist die im wesentlichen zylindrische Umhüllung in drei Schalenteile geteilt. Der obere Teil 6 ist mit den zwei Stirnteilen 1 uind 2 verbunden, von welchen der eine, 1, senkrecht und der andere, 2, schräg ist und die mit Füßen 3 und 4 versehen sind. Jeder der unteren Schalenteile 7 und 8 ist mit dem oberen, 6, welcher ortsfest ist, entlang der Achsen 9 und 10 gelenkig verbunden, und beide sind unten miteinander mittels der Haken 11 verbunden, welche aus einem Stück mir dem Zapfen 12 bestehen, und in ortsfesten Seiten der Hülle drehbar gelagert und an den Enden mit einem Teil 13 für den Bedienungsschlüssel versehen sind.

Auf dem linken Stirnteil 1 der Umhüllung ist ein Vierweganschluß angebracht, 14 für den Zufluß der zu filtrierenden Flüssigkeit, 15 für den Zufluß der Waschflotte (warmes Wasser), um die Rahmen von der Außenseite zu waschen, und 16 für die Entleerung.

Jede Leitung ist mit einem nicht abgebildeten Ventil versehen.

Oberhalb der Umhüllung ist in ihrer Längsachse ein rechtwinkliger Kasten 17 mit gelenkigem Deckel 18 und mit den Verschlußriegeln 19 angebracht.

Bei 20 mündet das Bogenronr 21 für die Luftentleerung, versehen mit dem Hahn 22.

In der rechtwinkligen Kammer sind die Aufhängungs- und Gelenkrohre 23 der Rahmen 5 gelagert. Die Rahmen haben elliptische Form und können sich in die zylindrische Form der Umhüllung einfügen, wenn sie die geneigte Stellung von Fig. ι einnehmen. Durch die zwei Längsseitenwände des Kastens 17 gehen zu zweit auf derselben Querachse die Rohre 24 und 25 hindurch, wobei ihre Enden in die Rohre der Rahmen eindringen. Sie haben die doppelte Aufgabe, nämlich als Aufhängungszapfen der Rahmen selbst und als Ausflußmündung der filtrierten Flüssigkeit und Einlaß der Waschflotte zu dienen.

Hydropneumatische Zylinder 34 sind auf dem Mittelteil 2 befestigt, und die Verlängerungen 35 von zwei entgegengesetzten Längs-Zahnstangen 26 sind mit den in den Zylindern gleitenden Kolben 36 verbunden. Jeder Zahn 27 der Stangen --. ': schaltet sich. mit einem gewissen Spiel zwischen zwei benachbarten Rahmen ein, so daß bei der Steuerung der Zylinder die gewollte Winkelverschiebung in den zwei Richtungen erreicht wird, ohne die Parallelität oder den Aufhängungsabstand zwischen den Rahmen selbst zu verändern.

Jedes Ausflußrohr für filtrierte Flüssigkeit, verbunden mit einem Rohr 23 (rechts in der Zeichnung) eines Rahmens 5 ist mit einem Hahn 28 versehen, welcher unter d°,. Einwirkung einer'Spiralfeder 29 offenbleibt.

Eine Welle 30, in Längsrichtung gegenüber der Umhüllung angeordnet und von dieser drehbar getragen, ist versehen mit Nocken 31 und kann mit einer einzelnen Steuerung alle Hähne der Rahmen ungeradzahliger Anordnung schließen. Das Rohr 23 (links auf der Zeichnung) der ungeradzahligen Rahmen ist durch das Rohr 24 mit dem Verteiler 32 der Spülflüssigkeit verbunden.

Alle Rohre 24 und 25 sind von der Außenseite leicht zu entfernen, um ein leichtes Montieren oder Demontieren der Rahmen und ihr Einsetzen und Herausnehmen unterhalb der Umhüllung zu ermöglichen. In dem oberen Kasten ist außerdem noch ein Spühlrohr 33 für die Entleerungsphase gelagert, versehen mit ebenso vielen Düsen oder Düsenpaaren wie vorhandene Kuchen. Dem Spühlrohr kann von der Außenseite eine solche Winkel-

drehung gegeben werden, daß die ganze Oberfläche der Filtertücher gewaschen werden kann, da das unter Druck stehende Wasser, von den Düsen verteilt; die doppelte Aufgabe hat, nämlich die Ent-S leerung der Kuchen zu erleichtern und, wenn nötig, die Filtertücher zu waschen.

Die Rahmen von elliptischer Form bestehen (Fig. 6) aus zwei Gitterblechen 42 und 43 von der angegebenen Form und werden mittels Schweißung der Ränder 37 und 44 zusammengehalten, so daß sich zwischen den zwei Gitterblechen eine Ausflußkammer für die filtrierte Flüssigkeit bildet, welche auch die Entfernung der Luft und den Wassjerzufluß erlaubt. Zwei Rohre 23 vervollständigen den Filterrahmen, auf dessen zwei Außenseiten die Filtertücher angebracht werden (in der Zeichnung strichpunktiert angegeben), wobei sie mittels der Ringe 40 und 41 befestigt werden. Eine zentrale Bohrung 39 erlaubt zwischen den Rahmen den Zuao fiuß einer genügenden Menge der zu filtrierenden Flüssigkeit. Der Betrieb ist folgender:

Wenn die Umhüllung geschlossen ist (in Fig. 2 mit vollen Strichen angegeben), können die elliptischen Rahmen nur die schräge Stellung, der Filtrier- und Waschphase entsprechend, einnehmen.

Durch die Lei tung 14 wird indie Umhüllung(6,7,8)

die zu filtrierende Flüssigkeit eingelassen, wobei der Lufthahn 22 offengelassen wird, welcher, wenn die Umhüllung voll ist, wieder geschlossen werden muß.

Der Flüssigkeitszufluß erzeugt in einem gewissen Zeitpunkt in der Umhüllung einen gewissen Druck (Filtrierdruck), welcher die Flüssigkeit zwingt, durch die Filtertücher in die Kammern der Rahmen zu gehen; diese filtrierte Flüssigkeit geht durch die Aufhängungsrohre zu der äußeren Abzugsrinne 12, da alle Hähne 28 offen sind. Der in der Flüssigkeit schwebende Stoff, von den Filtertüchern aufgefangen, bildet auf diesen allmählich einen dichten Kuchen, der schließlich die zwischen den Rahmen befindliche Kammer ausfüllt, was die Beendigung der Filtrierphase bedeutet.

Der Zufluß der zu filtrierenden Flüssigkeit wird nunmehr unterbrochen, und das Warmwassereinlaßventil wird für die Leitung 15 geöffnet. Das eingelassene Wasser bewirkt auf dem gleichen Wege die Verdrängung der zu filtrierenden Flüssigkeit aus den Totstellen und den Poren der Kuchen, somit auch dessen mehr oder weniger gründliche Spülung und auch eine Spülung der Außenseiten der Rahmen.

Um die Spülung des Innern der Rahmen zu vervollständigen, schließt man das Warmwasserventil mit den Hähnen 28 ungleichzahliger Anordnung rechts von den Rahmen und öffnet das Ventil des Spülwasserverteilers 32. Der Wasserumlauf erfolgt, wie auf Fig. 10 schematisch dargestellt.

Die Flüssigkeit aus dem Verteiler 32 dringt durch die Rohre 24 zu dem Innern jedes einzelnen ungeradzahligen Rahmens 5, in Richtung des Pfeiles A durch das Filtertuch a', welches eine der Rahmenflächen bedeckt, durchdringt den Kuchen V und geht von da durch das Filtertuch c" in den geradzahligen Rahmen 5" hinein und aus dessen Rohr 25 heraus, welches in die Abzugsrinne der filtrierten Flüssigkeit 12 mündet, wobei Hahn 28" offen und Hahn 28' geschlossen ist.

Der Zufluß der Spülflüssigkeit erfolgt in gleicher Weise durch das Rohr 24 des ungeradzahligen Rahmens 5'" in Richtung des Pfeiles B und durch das Filtertuch c'" und. Kuchen b" und mündet in die Abzugsrinne 12.

Ein Teil der Spülflüssigkeit, welche in den Rahmen 5'" hineinfließt, geht aus der Seite a'" heraus und durchdringt den angrenzenden Kuchen, um wiederum in die Abzugsrinne zu gelangen. Nach Beendigung der doppelten Spülung öffnet man durch Steuerung der Welle 12 die Haken n, und die unteren Schalen 7 und 8 der Hülle nehmen automatisch die Stellung 7'.und 8' der Fig. 2 ein (strichpunktiert gezeichnet).

Mittels der hydropneumatischen Zylinder 34 steuert man die Stangen 26 so, daß die Rahmen von der schrägen Stellung der Fig. 1 in die senkrechte Stellung gebracht werden. Aus dem in Fig. 9 abgebildeten Schema ist zu ersehen, daß, da d' den Abstand zwischen den Aufhängungszapfen der Rahmen und d den Abstand zwischen den Achsen der Rahmen darstellt, der Abstand zwischen den Rahmen, wenn sich diese in senkrechter Stellung befinden, gleich dem Abstand zwischen den Aufhängungszapfen wird. Die für die Kuchen bestimmten Kammern haben sich also (Fig. 11) während des Übergangs von der schrägen Stellung (Filtrierung) zu der senkrechten (Entleerung) erweitert, um somit dem Küchen zu erlauben, unter, der Wirkung des eigenen Gewichts frei herabzufallen. Das sich unter Druck befindende, aus den Düsen des Rohres 33 eingelassene Wasser spült die Filtertücher und beseitigt etwaige anhaftende Reste. Nachdem die Rahmen wieder in die schräge Stellung zurückgeführt sind und die Umhüllung geschlossen ist, ist das Filter wieder zur Verwendung bereit.

Bei der beschriebenen Ausführungsform bestehen die Rahmen aus gestanztem Gitterblech, sie können aber auch andiers gebaut sein, z. B. so, wie es in Fig. 5 schematisch dargestellt ist. Statt daß die Rahmen oberhalb aufgehängt sind, können sie auch, mit rohrartigen oder vollen Zapfen versehen, ■ waagerecht oder senkrecht angeordnet werden, wobei die Umhüllung von geeigneter Form ist, um die Rahmen in Filtrierungs- oder Entleerungsstellung zu halten. Statt daß das Filter unter Druck betrieben wird, kann es auch mit Vakuum betrieben werden, wobei auch die Abzugsrinne für die filtrierte Flüssigkeit mit dem Vakuum verbunden und die Umhüllung unter atmosphärischem Druck gelassen ist. Es kann auch mit kombiniertem Vakuum und Druck gearbeitet werden.

Die in Fig. 7 und 8 dargestellte Ausführungsform mit zwei Schalenteilen ist einfacher. Die obere Schale 45 ist dabei aus einem Stück mit den stirnseitigen oberen Halbteilen 46 und 47, welche auf den Untersätzen 48 und 49 gelagert sind. Die

untere Schale 50 ist schwenkbar um eine Querachse 51 angeordnet. Ihr öffnen und Schließen wird von dem unterhalb angebrachten Servomotor 52 gesteuert. Die untere Schale bildet somit in ihrer offenen Stellung eine schräge Rinne, welche dazu dient, die von dem Wasser während der Entleerung zerteilten Kuchen abzuführen. Ein besonderer Vorteil dieser zweiten Ausführungsform besteht darin, daß die beiden stirnseitigen unteren Halbteile 53 und 54 geneigt werden können, womit der Totraum im Gehäuse während des Filtrier- und Spülverfahrens merklich verringert wird. Um die Entleerung der zerteilten Kuchen zu erleichtern, ist es ratsam, hierbei das untere Halbteil 54 zu seinem oberen Teil 47 in einem Winkel von 40⁰ zu halten, während sich die beiden anderen Halbteile 46 und 53 zum Bauteil 47 in einem Winkel voii 30⁰ befinden.

Die rohrförmige Dichtung zwischen dem oberen ao und dem unteren Ventil von einfacher rechtwinkliger Form befindet sich auf einer einzelnen waagerechten Ebene.

Eine weitere Änderung gegenüber der vorigen Ausführungsform besteht darin, daß die Rohras leitungen 12 und 32 der Fig. 2 während der Filtrierung unter Vakuum als Abzugsrinne dienen, während nach Beendigung der Filtrierung die Rohrleitung 32 mittels zweckmäßiger Steuerung eines Dreiwegventils als Spülwasserverteiler zu den ungeradzahligen Rahmen dient.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Flüssigkeitsfilter mit beiderseitig mit einer Filterfläche ausgerüsteten Filterelementen in einer waagerechten Umhüllung, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Filterelemente je um eine Querachse schwenkbar gelagert und

durch außerhalb der Umhüllung steuerbare Mittel so miteinander verbunden sind, daß die Filterelemente aus ihrer schrägen Arbeitsstellung in die senkrechte Waschstellung geschwenkt werden können . unter Beibehalten ihrer parallelen Lage zueinander.
2. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung einen aus zwei in der Längsrichtung gelenkig verbundenen, nach unten zu öffnenden Schalen gebildeten Boden besitzt.
3. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung mit einem als einzelne, stirnseitig um eine Querachse nach unten schwenkbare Schale ausgebildeten Boden versehen ist, der in der Offen- 55· Stellung die Abzugsrinne für die Filterkuchenmasse bildet.
4. Flüssigkeitsfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente mit hohlen Aufhängezapfen versehen sind, welche als Muffen über hindurchgesteckte Rohre die Drehung gestalten.
5. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in ungerader Anzahl vorhandenen Filterelemente einerseits 65, durch die hohlen Aufhängezapfen mit dem Spülwasserverteiler und alle anderen Filterelemente durch die hohlen Zapfen mit je durch einen unter Federkraft in Offenstellung gehaltenen Hahn mit dem Abzugsrohr für die filtrierte Flüssigkeit verbunden sind, wobei eine von Hand steuerbare Nockenwelle zum Schließen der Hähne der Filterelemente entgegen der Federwirkung vorgesehen ist.
6. Flüssigkeitsfilter nach einem der Anspräche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfeste Stirnseite der Umhüllung, mit der der als schwenkbare Schale ausgebildete Boden gelenkig verbunden ist, senkrecht steht, während die entgegengesetzte Stirnseite mit der Senkrechten einen Winkel von etwa 40⁰ bildet.
7. Flüssigkeitsfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet:, daß in der Umhüllung oberhalb der Filterelemente ein Spülwasserverteilungsrohr vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 516459, 289817, 244.

Hierzu. 2 Blatt Zeichnungen