JP6261744B2 - 濾過ケーキによるフィルタエレメントの過充填を回避する濾過装置 - Google Patents

Description

本発明は、力を測定するセンサが濾過器ハウジング内に設けられている、濾過器ハウジングと濾液集合管とから成る、濾過ケーキによるフィルタエレメントの過充填を回避する装置に関する。

圧力容器内で水平または鉛直に配置されたフィルタエレメントを備える加圧濾過システムに、高い固体濃度または長すぎる濾過サイクルの場合、許容される濾過容量を超えた固体が供給され得る。その固体は、フィルタエレメント間の中空室に堆積して、中空室を完全に充填する。そこで中空室が充填、閉塞されると、これは、たとえば濾過ケーキの排出の困難化などのプロセス複雑化または内側部分が回復不能に破損するまでのフィルタエレメントの変形などを生じさせてしまう。これにより発生する修理コストは、相当のものとなり得る。

この問題に対処するために、過去において、ケーキ厚さを測定する様々な機器が使用された。多くの場合不規則なケーキ形成、および閉じた圧力容器内にそのような測定機器を格納する困難性に基づいて、測定機器は、たいていは信頼性が極めて低い。

独国特許出願公開第２６１９８６４号明細書において、特に遠心濾過器においてフィルタ容器内でフィルタエレメント上に形成される濾過ケーキの層厚さを監視する装置が公知である。この場合、測定板は、濾過ケーキとの接触時に、これにより生じる圧力差に基づいて下方へ押し付けられる。
独国特許出願公開第３２３３７５０号明細書において、濾布における力測定装置の使用が記載されているが、一定の延性の濾布の測定に限定されている。

独国特許出願公開第２０３４３０８号明細書において、別個の測定濾過装置が、基準濾過器として、主濾過器に対して並列に使用される方法が公知であり、別個の測定濾過装置は、観察用ガラスにより、運転中にケーキ形成を監視し、ひいてはケーキ厚さを求めることを可能にする。この場合、基準濾過器内のケーキ形成が主濾過器内と同様の早さで行われることを前提としている。

米国特許第４０７０２８８号明細書には、特別な測定板を用いてケーキ厚さを検出する方法が記載されている。この特別な測定板は、板までケーキが成長すると変位する。実際には、このシステムは問題を含むものであることが判っている。というのも、フィルタエレメントの回転によるケーキ排出時に測定板が変位させられ、これが測定を損なうからである。実際には、濾過ケーキが不規則に形成され、組み付けられた測定板がケーキ厚さを１箇所だけで測定するので、この測定方法は、測定の全てを表す代表としては少なすぎることが判っている。したがって、この方法は、実証されておらず、実際にはほとんど使用されなかった。

本発明の課題は、加圧濾過器およびそのフィルタエレメントを過多な固体による過充填から防護する装置を適用することである。

本発明の別の課題は、相応のアラームを作動させるために、フィルタエレメントの最小の変形を測定することである。追加的で機械的な測定システムは、省かれるべきである。

この課題は、本発明によれば、濾過器ハウジング内で力を測定するためにセンサが複数のフィルタエレメントにわたる濾液集合管の閉じた端部に設けられていることにより解決される。
この配置は、不規則に成長する濾過ケーキも測定の位置に依存せずに考慮されるという利点を有する。

本発明によれば、信号をトリガするために、ろ過ケーキも測定板も使用されることがない。その代わりに、フィルタエレメントに直接作用する力が求められ、この力が信号をトリガするために利用される。これは、測定が測定計器の位置に依存せず、濾過ケーキによるフィルタエレメントの全体の（増加）重量が検出されるという決定的な利点を有する。というのも、実際には、測定ゾンデの存在が一面ではろ過ケーキ形成に影響を及ぼし、したがって測定結果が歪曲されることが明らかになっているからである。したがって、濾過ケーキ厚さではなく全体の重量が測定されることが重要である。

ここで提案されるシステムは、調査された公知先行技術とは異なり、ケーキ厚さが測定されるのではなく、エレメントの移動または変形が認識されるという異なる試みに基づいている。この場合、個別のエレメントまたはエレメントの群に、エレメントにおける力、またはエレメントもしくはエレメント群の局所的な変位を測定する測定ゾンデが取り付けられる。

測定システムが小さな差をも認識し、過充填過程を既に初期段階で認識し得るように十分な精度を有する限り、固体により生じさせられる力は、まだエレメントに機械損失を生じさせるほどではない小ささである。この場合、フィルタエレメントの構成材料の弾性が十分に大きく、したがって永久的な損失を回避できることを前提としている。

追加的に、エレメントまたはエレメント群を、ばね装置を介して濾過機器と結合することにより、機械的な変形をさらに遅らせることができる。したがって弾性をさらに高めることができる。

フィルタ内の固体形成が多くの場合局所的に異なって現れるので、たいていは、フィルタエレメントまたは群の１箇所で歪みを測定するだけでは十分ではない。したがって、一連の測定ゾンデをフィルタシステムに使用することが有意義である。

さらに、鉛直のフィルタエレメントと水平のレジスタとを備える機器内で、測定ゾンデがレジスタ端部（エレメント群）に取り付けられており、これにより、レジスタ端部（エレメント群）の変位を検出する、測定システムが明らかである。しかも、そのような測定ゾンデをエレメント群の別の箇所に取り付けることも考えられる。

本発明を、図面に基づいて詳しく説明する。

本発明に係る装置を、拡大した詳細とともに断面図で示す。 本発明に係る装置を、拡大した詳細とともに上からみた断面図で示す。

図１によれば、フィルタエレメント２から成るキャンドルフィルタのハウジングが符号１で示されている。１つのレジスタは、複数のフィルタエレメント２（フィルタエレメント上に濾過ケーキ４が示されている）と１つの濾液集合管３とから成り、濾液集合管３は、濾液排出用の開いた端部と閉じた端部とを有する。閉じた端部は、継手５を介して、フィルタハウジングに設けられた、レジスタの保持部７に取り付けられている。継手５は、追加的にばねシステム６を備えてよく、これにより、弾性が高められる。センサ８が、測定ゾンデガイド１１に取り付けられており、測定ゾンデガイド１１は、ブッシング１０と結合されている。

センサ８，８’のケーブル９は、１つまたは複数の耐圧性のブッシング１０を介して、圧力容器１から外へ案内される。

図２において、同一の構成要素は、アポストロフィを付けた同一の符号で表されている。

フィルタエレメント２’と濾液集合管３’とを備える濾過器ハウジング１’が、濾液集合管３’の後方の取付けの拡大した詳細とともに、上からみた断面図で示されている。

測定ゾンデは、これがレジスタに対する距離を検出することができるように、位置決めされている。数ミリメートルの小さな差が認識され、したがってアラームが作動させられる。測定のために、たとえば局所的な磁界を形成し、したがって金属を検出することができる近接イニシエータが用いられる。磁気スイッチ（リードスイッチ）を使用してもよい。この場合、フィルタエレメントには、追加的に、スイッチを作動させる小さな磁石が取り付けられる。

Claims (3)

1. 濾過ケーキによるフィルタエレメント（２，２’）全体の増加重量に対応する力を測定するセンサ（８，８’）が濾過器ハウジング（１，１’）内に設けられている、濾過器ハウジング（１，１’）と濾液集合管（３，３’）とから成る、濾過ケーキによるフィルタエレメント（２，２’）の過充填を回避する濾過装置であって、
   １つの前記濾液集合管（３，３’）に複数の前記フィルタエレメント（２，２’）が支持されており、該濾液集合管（３，３’）は、濾液排出用の開いた端部と閉じた端部とを有しており、前記センサ（８，８’）は、複数の前記フィルタエレメント（２，２’）にわたる前記濾液集合管（３，３’）の前記閉じた端部に配置されていて、該閉じた端部の移動又は変形から前記力を測定することを特徴とする、過充填を回避する装置。
2. 前記濾液集合管（３，３’）の端部と前記濾過器ハウジング（１，１’）に設けられた保持部（７，７’）との間にばね（６，６’）が設けられている、請求項１記載の装置。
3. 前記濾液集合管（３，３’）の端部と前記濾過器ハウジング（１，１’）に設けられた保持部（７，７’）との間にエラストマが設けられている、請求項２記載の装置。

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