ES2274777T3

ES2274777T3 - Tela filtrante.

Info

Publication number: ES2274777T3
Application number: ES00903741T
Authority: ES
Inventors: Esa Oksanen; Aarne-Matti Heikkila
Original assignee: Tamfelt Oyj AB
Current assignee: Valmet Fabrics Oy
Priority date: 1999-02-17
Filing date: 2000-02-14
Publication date: 2007-06-01
Anticipated expiration: 2020-02-14
Also published as: EP1779912A1; DE60032215T2; EP1154832A1; AU777057B2; US6787492B2; AU2552800A; FI990334A; WO2000048707A1; ATE347431T1; FI106366B; PL194966B1; EP1154832B1; PL350361A1; PT1154832E; DK1154832T3; FI990334A0; AU777057C; DE60032215D1; US20020127935A1

Abstract

Una tela (5) filtrante destinada para usar en un filtro a presión basado en la extrusión de diafragma que comprende al menos dos cámaras de filtro en las cuales la tela (5) filtrante se guía a través de las cámaras de filtro dispuestas una después de la otra en la dirección (A) de movimiento de la tela filtrante de forma que en las cámaras de filtro, los lados opuestos de la tela (5) filtrante estén alternativamente contra la pasta que se va a filtrar que contiene líquido y sólidos, siendo la tela (5) filtrante simétrica con respecto a la capacidad de filtrado, y los sólidos separados de la pasta en dicho filtro se transportan fuera de las cámaras de filtro por medio de la tela (5) filtrante, caracterizada porque la tela (5) filtrante comprende una capa (15) media cuyas dos superficies están dispuestas con capas (17a, 17b) protectoras que forman las superficies externas de la tela (5) filtrante y son más densas que la capa media, y la permeabilidad al aire de la tela (5) filtrante está pordebajo de 0, 2 m3/m2 min, 200 Pa.

Description

Tela filtrante.

La invención se refiere a una tela filtrante destinada para usar en un filtro a presión basado en extrusión de diafragma que comprende al menos dos cámaras de filtro y en las cuales la tela filtrante se guía a través de las cámaras de filtro dispuestas una después de la otra en la dirección del movimiento de la tela de forma que en las cámaras de filtro, los lados opuestos de la tela filtrante se encuentren alternativamente contra la pasta que se va a filtrar la cual contiene líquido y sólidos, siendo la tela filtrante simétrica con respecto a la capacidad de filtrado, y los sólidos separados de la pasta en dicho filtro se transfieren fuera de la cámara de filtro por medio de la tela filtrante.

La retirada de líquido, es decir separación sólido/líquido, se necesita por ejemplo en la industria de minería, procesamiento de metales, industria química y en los procesos de preparación de productos alimentarios y farmacéuticos, Para este fin hay diversos aparatos de filtrado cuyos principios y propiedades difieran una de la otra. Un tipo de filtro usado en el tratamiento de pasta que consiste en líquido y sólidos es un filtro de cámara vertical el cual tiene un volumen variable y utiliza extrusión de diafragma. Un filtro de presión conocido por el nombre de producto Larox® funciona también con este principio. La operación y estructura de este filtro se describirá más adelante en las figuras 1 a 3f. El filtro comprende diversas placas de filtro horizontales superpuestas que definen las cámaras de filtro. Una tela filtrante está dispuesta para su desplazamiento a través de las placas de filtro que se pueden abrir y cerrar de cada cámara. La pasta que se va a filtrar se alimenta a las cámaras al otro lado de la tela filtrante, después de lo cual se presiona contra la tela filtrante por medio de un diafragma elástico que se expande. En este caso, el líquido en la pasta se comprime a través de la tela filtrante y los sólidos permanecen en el otro lado de la tela, formando un "torta". Después de la compresión y las otras fases, se abre el paquete formado por las placas de filtro, y la tela filtrante se mueve con respecto a las cámaras de filtro para retirar los sólidos de las cámaras. La tela filtrante se desplaza, guiada por rodillos adecuados para voltear o similares, desde una de las cámaras superpuestas a otra, y de ese modo la pasta se coloca alternativamente sobre los diferentes lados de la tela filtrante en las cámaras de filtro dispuestas una después de la otra en la dirección del movimiento de la tela. En consecuencia, la tela filtrante necesita ser simétrica con respecto a su capacidad filtrante para proporcionar el filtrado de igual calidad a partir de cada cámara de filtro.

Los requisitos establecidos para las propiedades de las telas filtrantes destinadas al uso anteriormente mencionado son muy exigentes. No sólo porque funcionan como el medio filtrante, sino también como una cinta transportadora cuando se transportan las tortas sólidas durante la fase de descarga del proceso de filtración fuera de las cámaras de filtros. En los filtros más grandes los sólidos separados durante una fase y transportados por la tela filtrante pueden pesar incluso 20.000 kilos. Particularmente en la fase de descarga la tela filtrante se somete de ese modo a un elevado esfuerzo de tracción. Además, durante el uso de rascadores y dispositivos de lavado, por ejemplo, someten la tela filtrante a considerable desgaste. Las condiciones en las cuales las telas deben funcionar son exigentes también, es decir además del esfuerzo mecánico las telas se someten por ejemplo a altas temperaturas, cambios de temperatura, elevada presión y condiciones de pH variable. Las telas filtrantes se necesitan sustituir con regularidad no sólo debido al desgaste y rotura, sino también debido a una disminución en la capacidad de filtrado que resulta del atasco y la suciedad. Con relación al uso de los aparatos filtrantes, sería ventajoso si la vida útil de la tela filtrante pudiera incrementarse debido a que la sustitución de la tela origina costes considerables y paradas en la producción.

El objeto de la presente invención es proporcionar una tela filtrante nueva que elimine los problemas asociados con las soluciones de la técnica anterior.

La tela filtrante de la invención se caracteriza porque comprende una capa media para ambas superficies las cuales están provistas de capas protectoras que forman las superficies externas de la tela filtrante y son más densas que la capa media de acuerdo con la reivindicación 1.

La idea básica de la invención es que la tela filtrante destinada para usar en un filtro a presión basado en extrusión de diafragma comprende al menos tres capas unidas una a otra. En ese caso ambas superficies externas de la tela filtrante están dispuestas con capas protectoras separadas. Las capas protectoras son más densas que la capa media, funcionando de ese modo como las capas reales de filtrado de la tela. Las capas protectoras están formadas de modo que la tela filtrante sea al menos funcionalmente simétrica, es decir su capacidad de filtrado y otras características de funcionamiento son sustancialmente similares en ambos lados de la tela. La idea básica de una realización preferida de la invención es que las capas protectoras están fabricadas para resistir el desgaste utilizando fibras resistentes al desgaste o hilos y estructuras de unión entre ellas. De este modo las capas protectoras funcionan como superficies de desgaste las cuales protegen efectivamente la capa media de la tela filtrante.

Una ventaja de la invención es que la vida útil de la tela filtrante se puede incrementar cuando se compara con las telas de la técnica anterior. Gracias a la vida útil más larga, la sustitución de la tela filtrante originará menos interrupciones en la producción y los otros costes relacionados con la sustitución serán también más bajos. Otra ventaja adicional es que además de la durabilidad y densidad, las otras características filtrantes y funcionales de la tela se pueden influenciar mediante la selección y dimensionamiento de las capas protectoras, si es necesario. Según una realización de la invención, la calidad de los filtrados resultantes se puede mejorar por medio de una tela filtrante que es más densa que las telas usadas en el presente. La tela filtrante con una superficie densa es también más fácil de lavar y limpiar puesto que la suciedad no se absorbe en el interior de la tela tan fácil como antes. Gracias a la estructura de capas múltiples, la capa media de la tela filtrante se puede fabricar más suelta que antes, y de este modo la densidad requerida de la tela se proporciona por medio de las capas
protectoras.

La invención se describirá con mayor detalle en los dibujos que se adjuntan, en los que:

las figuras 1a y 1b son vistas laterales esquemáticas de la estructura de un aparato de filtro de presión vertical en el que se puede usar una tela filtrante según la invención,

la figura 2a ilustra esquemáticamente la forma en la que una tela filtrante según la invención se desplaza en el aparato para filtrar de la figura previa, y la figura 2b ilustra lo mismo en otro aparato para filtrar,

las figuras 3a a 3f ilustran esquemáticamente el principio de funcionamiento de un aparato para filtrar que se ilustra en las figuras 1a a 2a,

la figura 4 es una ampliación de la estructura en sección transversal de una tela filtrante que no cae dentro de la reivindicación 1, y

la figura 5 es una ampliación de la estructura en sección transversal de una tela filtrante según la invención.

Las figuras 1a y 1b son vistas laterales simplificadas considerablemente de la estructura de un filtro a presión tipo Larox®. El filtro comprende diversas placas 1 de filtro dispuestas horizontalmente que forman un paquete 2 de placa que comprende cámaras de filtro superpuestas. La tela filtrante tiene la forma de un bucle sinfín y está dispuesta para su desplazamiento, guiada por rodillos 3 para voltear o similares, entre las placas de filtro superpuestas desde una cámara a la otra en la dirección del movimiento de la tela. La figura 2a ilustra con mayor detalle la forma en la que la tela filtrante se desplaza en el aparato para filtrar. El aparato para filtrar comprende además medios de cierre, tales como cilindros 4 hidráulicos, un mecanismo de tornillo o similar para presionar las placas de filtro del paquete una contra otra. En la figura 1a el filtro se abre, es decir en la posición de descarga en la cual se puede mover la tela filtrante. En la figura 1b el filtro está en la posición cerrada durante la cual las otras fases del proceso de filtrado ocurren según se muestra en las figuras 3a a 3e.

La figura 2a ilustra de una forma simplificada la manera en la que la tela 5 filtrante se desplaza en un filtro según las figuras previas. La tela filtrante se guía a través de cámaras de filtro (no mostradas) entre las placas de filtro por medio de rodillos 3 para voltear. El aparato comprende también los rodillos necesarios u otros elementos de guía para ajustar la tensión y posición lateral de la tela filtrante, y un rodillo que mueve la tela filtrante. En la situación mostrada en la figura el paquete de placa está abierto, con lo cual una torta 6 de sólidos se retira de las cámaras de filtro moviendo la tela 5 filtrante en la dirección A. El material pegado sobre la tela filtrante se puede retirar usando rascadores 7 o similares dispuestos por cada rodillo para voltear. El filtro comprende además un aparato 8 de lavado para lavar la tela filtrante.

La figura 2b ilustra la manera en la que la tela 5 filtrante según la invención se desplaza a otro filtro de presión vertical. Las fases del ciclo de filtro pueden ser las mismas que las que se ilustran en las figuras 3a a 3f. La solución difiere de la solución de la figura 2a en que la tela filtrante no tiene la forma de un bucle cerrado, aunque la tela filtrante recorre a su través el filtro desde el primer rodillo 18a al segundo rodillo 18b. La tela 5 filtrante se puede mover en la dirección opuesta a la dirección A mostrada en la figura para conducir de nuevo la tela al rodillo 18a.

Las figuras 3a a 3f son vistas esquemáticas simplificadas de las fases del ciclo de filtro según las figuras previas en una cámara. Las diferentes fases filtrantes ocurren simultáneamente en todos las cámaras diferentes del filtro. En la figura 3a la pasta 9 que se va a filtrar se alimenta dentro de la cámara de filtro entre un diafragma 10 impermeable y una tela 5 filtrante permeable. Debido a la gravitación y presión de alimentación el líquido incluido en la pasta comienza a penetrar a través de la tela filtrante dentro de un espacio 11 sobre el otro lado de la tela a partir de la cual se suministra hacia adelante por medio de canales adecuados. Una capa de sólidos húmedos se comienza a acumular sobre la superficie superior de la tela 5 filtrante. La figura 3b ilustra la fase de compresión en la que la presión, por ejemplo aire o agua presurizados, se suministra por encima del diafragma elástico, y en consecuencia el diafragma 10 presiona la torta 6 de sólidos contra la tela filtrante, haciendo de ese modo que el líquido incluido en la misma se mueva al otro lado de la tela. Las figuras 3c y 3d ilustran las fases en las que se relacionan con el lavado de la torta y se pueden usar en el aparato. En la fase de lavado ilustrada en la figura 3c, el líquido 12 de lavado se alimenta entre el diafragma y la torta de sólidos y el líquido empuja el diafragma dentro de su posición superior y penetra la torta, lavando la misma simultáneamente. En la segunda fase de compresión el líquido de lavado contenido en la cámara y los sólidos se presionan a través de la tela filtrante y fuera de la cámara filtrante por medio del diafragma. La torta de sólidos se seca finalmente mediante soplado de aire presurizado a través de la misma según se muestra en la figura 3e. Después de esto, se abre el paquete de placa y la tela filtrante se mueve hacia adelante en su dirección de movimiento, con lo cual la torta 6 seca formada sobre la superficie de la tela se puede conducir fuera de la cámara de filtro. La tela se lava también. La fase de descarga se ilustra en la figura 3f. Después de esto, las fases descritas anteriormente se repiten simultáneamente en todas las cámaras de filtro.

La figura 4 es una vista en sección transversal simplificada de un ejemplo de referencia. La tela filtrante comprende una capa 15 media tejida de hilos 13 de trama en la dirección de la máquina e hilos 14 de trama transversales. Algunas uniones conocidas por sí mismas e hilos adecuados o materiales de hilos se pueden usar para tejer la capa media de la tela. De este modo, se usan actualmente las telas filtrantes tejidas que son muy adecuadas para la capa media, aunque se pudieran fabricar de tejidos no tricotados, también. Los hilos usados típicamente para tela filtrante son hilos de filamentos múltiples fabricados de algunos de los materiales plásticos siguientes, por ejemplo: tereftalato de polietileno (PET), polipropeno (PP), poliamida (PA), sulfuro de polifenileno (PPS) o poliéter-éter-cetona (PEEK). Según se observa en la figura, ambos lados de la capa 15 media tejida están provistos de las capas 16a y 16b protectoras simétricas que forman las superficies externas de la tela filtrante para estar dispuesta contra la pasta que se va a filtrar. Las capas protectoras se fabrican separadamente de la capa media, tales como capas de nudos flojos o capas fabricadas de fibras cortadas, por ejemplo mediante compresión, que pueden ser unidas a la capa media, por ejemplo mediante costura, aunque otros métodos de unión conocidos en el campo industrial, tales como pegamento y otras uniones por fusión, se pueden usar también, dependiendo de la estructura de las capas protectores. En la estructura ilustrada en la figura, el fin principal de las capas protectora es no afectar la densidad de la tela filtrante, aunque para proteger la capa media. Las capas protectoras que están más sueltas que la capa media se fabrican preferiblemente de hilos o fibras que tienen una buena resistencia al desgaste que utilizan uniones o métodos de sujeción con buena resistencia al desgaste. Las capas protectoras reciben el esfuerzo al que se someten las superficies de la tela filtrante durante la compresión y descarga de la torta y mediante la reparación y lavado de la tela filtrante. El hecho de que las capas protectoras, que son más claramente sueltas que la capa media, el desgaste por el uso no afecta sustancialmente la capacidad para filtrar de la tela filtrante. Las capas protectoras se pueden fabricar también para recibir parte del esfuerzo de resistencia a la tracción dirigida a la tela filtrante, en cuyo caso la capa media se puede fabricar de un tejido que es menos resistente al esfuerzo de resistencia a la tracción, siempre que esto sea ventajoso para la capacidad filtrante. Se debería mencionar que el grosor de las capas protectoras y el de la capa media se pueden ajustar de acuerdo con la necesidad. Además, las capas protectoras en ambos lados de la capa media de la tela pueden consistir de más de una capa, siempre que se dispongan de forma que su capacidad para filtrar de la tela filtrante sea independiente del hecho de que lado de la tela se va a colocar el material que se va a filtrar. Es ventajoso fabricar una tela con una estructura simétrica en la que ambos lados de la capa media están dispuestos con el mismo número de capas protectoras similares. Además, un filtro de capas múltiples que tiene un tipo de estructura intercalada proporciona si es necesario a la tela filtrante una mejor rigidez transversal. Es ventajoso hacer que ambas capas, la capa media y las capas protectoras se puedan limpiar fácilmente, por ejemplo, usando fibras que repelen la suciedad o fibras tratadas para que repelan la suciedad.

La figura 5 es una vista en sección transversal de la estructura de una tela filtrante según la invención. El mismo tejido que en la solución de acuerdo con la figura previa se puede usar en la capa 15 media. Aquí las superficies externas de la capa media se disponen con capas 17a y 17b protectoras las cuales son más densas que la capa 15 media. En ese caso, las capas protectoras no sólo funcionan como la superficie más externa que recibe el esfuerzo mecánico, sino también como capas que afectan el proceso de filtrado real. Puesto que la densidad deseada de la tela se ajusta por medio de las capas protectoras, la estructura de la capa media no es importante para la capacidad de filtrado. La capa media es fundamentalmente una base a la cual se unen las capas protectoras y proporciona a la tela la resistencia a la tracción necesaria de forma que pueda funcionar como la cinta transportadora en la manera requerida por el aparato para filtrar. En ese caso es posible usar una capa media estándar que es mecánicamente fuerte y cuyas superficies se disponen con diferentes capas protectoras según las propiedades que se van a lograr.

Puesto que más bien se usa una presión elevada en los aparatos para filtrar a presión, las telas filtrantes usadas son relativamente densas comparadas con las telas filtrantes utilizadas en otros aparatos para filtrar. Hoy en día la permeabilidad al aire de las telas filtrantes se encuentra dentro del intervalo de 0,3 a 15 m^{3}/m^{2} min, 200 Pa dependiendo de la calidad filtrante necesaria y la pasta que se va a filtrar. Una tela filtrante tejida de una sola capa, que es adecuada para el fin, puede estar provista de un mínimo de permeabilidad de 0,2 m^{3}/m^{2} min, 200 Pa mediante calandrado. La densidad de la tela de capas múltiples según la invención está por debajo de 0,2, preferiblemente entre 0,02 a 0,15 m^{3}/m^{2} min, 200 Pa. En las pruebas realizadas se encontró que funcionaba bien un paño filtrante con la permeabilidad de 0,03 m^{3}/m^{2} min, 200 Pa, que es sólo alrededor de una décima parte de la permeabilidad de las telas usadas actualmente. Según la opinión dominante en el campo industrial, las telas filtrantes tan densas como esas no se pueden usar en filtros a presión. Sin embargo, las pruebas realizadas con la tela de la invención, que es más densa que las telas de la técnica anterior, mostraron que, contrario a los conceptos previos, funciona particularmente bien y el filtrado resultante es claramente más limpio que antes y la torta de sólidos más seca. Sorprendentemente, se observó también que la vida útil de la tela se había incrementado incluso varias veces comparada con las telas filtrantes usadas previamente. Lo anteriormente expuesto resulta del hecho de que las partículas de pasta que se van a tratar no pueden penetrar a través de los pequeños orificios en la tela filtrante dentro de la estructura interna de la tela, aunque los sólidos permanecen sobre la superficie de la tela desde la cual se pueden retirar adecuadamente por medio de rascadores o dispositivos de lavado. Gracias a la elevada presión, la tela filtrante más densa no reduce sustancialmente la capacidad filtrante.

Es posible también influenciar las propiedades de desagüe de la tela filtrante y su limpieza y capacidad de limpieza ajustando la capacidad hidrófoba y/o capacidad hidrófila de las diferentes capas de la tela filtrante en la manera deseada. De esta forma, las capas protectoras, por ejemplo, se pueden tratar para ser repelentes a la suciedad.

Según se menciona anteriormente, las capas protectoras pueden consistir en capas de nudos flojos que están unidas a la capa media, por ejemplo, mediante costura. La capa protectora de la invención se puede disponer también uniendo una capa tejida, porosa de material de revestimiento permeable o un diafragma perforado apropiadamente a la superficie externa de la capa media. Los materiales usados en las capas protectoras incluyen tereftalato de polietileno (PET), polietileno (PE), poliamida (PA) y politetrafluoroetileno (PTFE). Las capas protectoras se pueden unir también a la capa media por soldadura, por ejemplo mediante soldadura ultrasónica.

Los dibujos y la descripción pertinente tienen sólo la intención de ilustrar el concepto de la invención. Los detalles de la invención pueden variar dentro del alcance de las reivindicaciones. De ese modo, la invención no se limita sólo a los filtros ilustrados en las figuras 1a a 2b, aunque se puede aplicar también sólo a otros filtros a presión similares en los que la tela filtrante se dispone para trasladarse a través de las cámaras de filtro dispuestas una después de la otra en la dirección de la tela filtrante de modo que la masa o pasta que se va a filtrar se coloca alternativamente en los diferentes lados de la tela filtrante en cámaras de filtro sucesivas.

Claims

1. Una tela (5) filtrante destinada para usar en un filtro a presión basado en la extrusión de diafragma que comprende al menos dos cámaras de filtro en las cuales la tela (5) filtrante se guía a través de las cámaras de filtro dispuestas una después de la otra en la dirección (A) de movimiento de la tela filtrante de forma que en las cámaras de filtro, los lados opuestos de la tela (5) filtrante estén alternativamente contra la pasta que se va a filtrar que contiene líquido y sólidos, siendo la tela (5) filtrante simétrica con respecto a la capacidad de filtrado, y los sólidos separados de la pasta en dicho filtro se transportan fuera de las cámaras de filtro por medio de la tela (5) filtrante, caracterizada porque la tela (5) filtrante comprende una capa (15) media cuyas dos superficies están dispuestas con capas (17a, 17b) protectoras que forman las superficies externas de la tela (5) filtrante y son más densas que la capa media, y la permeabilidad al aire de la tela (5) filtrante está por debajo de 0,2 m^{3}/m^{2} min, 200 Pa.

2. Una tela filtrante según la reivindicación 1, caracterizada porque las capas (17a, 17b) protectoras se fabrican para resistir el desgaste usando hilos de resistencia al desgaste o fibras y una estructura de unión resistente al desgaste.

3. Una tela filtrante según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la capa (15) media tiene una estructura tejida.

4. Una tela filtrante según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque las capas (17a, 17b) protectoras son capas de nudos flojos.

5. Una tela filtrante según la reivindicación 4, caracterizada porque las capas (17a, 17b) protectoras se unen a la capa (15) media mediante costura.