PT1154832E

PT1154832E - Pano do filtro

Info

Publication number: PT1154832E
Application number: PT00903741T
Authority: PT
Inventors: Esa Oksanen; Aarne-Matti Heikkilae
Original assignee: Tamfelt Oyj Abp
Priority date: 1999-02-17
Filing date: 2000-02-14
Publication date: 2007-01-31
Also published as: FI990334A; EP1779912A1; PL350361A1; AU777057C; DE60032215D1; US20020127935A1; WO2000048707A1; US6787492B2; EP1154832A1; DK1154832T3; FI106366B; EP1154832B1; ATE347431T1; PL194966B1; ES2274777T3; AU777057B2; FI990334A0; DE60032215T2; AU2552800A

Description

1 DESCRIÇÃO "PANO DO FILTRO" A invenção refere-se a um pano do filtro planeado para utilização num filtro de pressão baseado na extrusão por diafragma que compreende, pelo menos, duas câmaras de filtro e na qual o pano do filtro é guiado através das câmaras de filtro disposta uma após a outra na direcção do movimento do pano de modo a que nas câmaras de filtro, os lados opostos do pano do filtro estejam alternativamente em contacto com a mistura a ser filtrada, a qual contém liquido e sólidos, sendo o pano do filtro simétrico no que respeita à capacidade de filtragem, e os sólidos separados a partir da mistura no referido filtro são transportados para fora da câmara de filtro por meio do pano do filtro. A remoção do liquido, isto é, a separação de sólido/liquido, é necessária, por exemplo, na indústria mineira, no processamento de metal, na indústria química e no processo de preparação de produtos alimentares e farmacêuticos. Para este objectivo existem vários aparelhos de filtragem com princípios de funcionamento e propriedades que diferem uns dos outros. Um conhecido tipo de filtro utilizado no tratamento de mistura que consiste de líquido e sólidos é um filtro de câmara vertical, o qual possui um volume variável e utiliza a extrusão por diafragma. Um filtro de pressão conhecido pelo nome do produto, Larox®, também trabalha com este princípio. 0 funcionamento e a estrutura deste filtro irão ser descritos abaixo nas Figuras 1 a 3f. 0 filtro compreende várias placas de filtragem horizontal sobrepostas, as quais definem as câmaras de filtro. Um pano do filtro é disposto para se 2 deslocar através das placas de filtragem de cada câmara, que se fecham e se abrem. A mistura a ser filtrada é alimentada para o interior das câmaras para o outro lado do pano do filtro, após o que é pressionada contra o pano do filtro por meio de um diafragma elástico que se expande. Neste caso o liquido na mistura é espremido através do pano e os sólidos permanecem do outro lado do pano, formando um "bolo". Após a compressão e as outras fases o pacote formado pelas placas de filtragem é aberto e o pano do filtro é movido com respeito às câmaras de filtro para remover os sólidos das câmaras. 0 pano do filtro desloca-se, guiado pelos rolos rotativos adequados ou semelhante, a partir de uma das câmaras sobrepostas para uma outra, e deste modo a mistura é colocada alternadamente nos diferentes lados do pano do filtro nas câmaras de filtragem dispostas uma após outra na direcção do movimento do pano. Consequentemente, o pano do filtro necessita de ser simétrico no que respeita à sua capacidade de filtragem para fornecer filtrado de igual qualidade de cada uma das câmaras de filtragem. 0 conjunto de requerimentos para as propriedades dos panos do filtro planeados para a utilização acima mencionada é elevado. Não só fazem a sua função como o meio de filtragem, mas também como uma correia de transporte quando transportam o bolo de sólidos durante a fase de descarga do processo de filtragem para fora das câmaras de filtragem. Nos filtros mais largos os sólidos separados durante uma fase e transportados pelo pano do filtro podem mesmo pesar 20 000 quilos. Particularmente, na fase de descarga o pano do filtro é assim sujeito a um elevado esforço de tracção. Além disso, por exemplo, durante a utilização de raspadeiras e aparelhos de lavagem, sujeitam o pano do 3 filtro a um considerável desgaste. As condições em que os panos devem funcionar são também exigentes, isto é, em adição ao esforço mecânico os panos são sujeitos, por exemplo, a elevadas temperaturas, mudanças de temperatura, elevadas pressões e condições de pH variáveis. Os panos do filtro necessitam de ser substituídos de tempos a tempos não só por causa do desgaste e rotura, mas também devido a uma diminuição da capacidade de filtragem que resulta da obstrução e da sujidade. Como se observa a utilização de aparelhos de filtragem, será muito vantajosa se a vida útil do pano do filtro puder ser aumentada, uma vez que a substituição do pano causa custos consideráveis e interrupção de produção. 0 objectivo da presente invenção é de fornecer um novo pano do filtro que elimina os problemas associados com as soluções do estado da técnica. 0 pano do filtro da presente invenção é caracterizado pelo facto de compreender uma camada central, em que as duas superfícies são providas com camadas protectoras que formam as superfícies exteriores do pano do filtro e são mais densas do que a camada central de acordo com a reivindicação 1. A ideia base da invenção é que o pano do filtro planeado para a utilização num filtro de pressão baseado na extrusão por diafragma compreende, pelo menos, três camadas ligadas umas às outras. Nesse caso ambas as superfícies exteriores do pano do filtro são fornecidas com camadas protectoras separadas. As camadas protectoras são mais densas do que a camada central, funcionando assim como as actuais camadas de filtragem do pano. As camadas protectoras são formadas 4 para que o pano do filtro seja, pelo menos, funcionalmente simétrico, isto é, a sua capacidade de filtragem e outras caracteristicas de funcionamento sejam substancialmente similares em ambos os lados do pano. A ideia base de uma forma de realização preferida da invenção é a de que as camadas protectoras sejam feitas para resistir ao desgaste pela utilização de fibras resistentes ao desgaste ou fios e estruturas de ligação entre elas. Assim, as camadas protectoras funcionam como superfícies de desgaste o que protege efectivamente a camada central do pano do filtro.

Uma vantagem da invenção é que a vida útil do pano do filtro pode ser aumentada em comparação com os panos do estado da técnica. Devido à vida útil mais longa, a substituição do pano do filtro irá causar menores interrupções na produção e os outros custos relacionados com a substituição serão também menores. Uma outra vantagem é que para além da durabilidade e densidade, se necessário, as outras caracteristicas de filtragem e funcionamento do pano podem ser influenciadas pela selecção e dimensionamento das camadas protectoras. De acordo com uma forma de realização da invenção, a qualidade dos filtrados resultantes pode ser melhorada por meio de um pano do filtro, o qual é mais denso do que os panos de momento utilizados. 0 pano do filtro com uma superfície densa é também mais fácil de lavar e limpar, uma vez que a sujidade não é absorvida para o interior do pano tão facilmente como antes. Devido à estrutura de múltiplas camadas, a camada central do pano do filtro pode ser feita mais folgada do que antes, e assim a densidade requerida do pano é fornecida por meio das camadas protectoras. 5 A invenção será descrita em maior detalhe nos desenhos anexos, em que as Figuras la e lb são vistas laterais esquemáticas da estrutura de um aparelho de filtro de pressão vertical onde um pano do filtro de acordo com a invenção pode ser utilizado, a Figura 2a ilustra esquematicamente como um pano do filtro de acordo com a invenção se desloca no aparelho de filtragem da figura anterior, e a Figura 2b ilustra o mesmo num outro aparelho de filtragem, as Figuras 3a a 3f ilustram esquematicamente o principio de funcionamento de um aparelho de filtragem ilustrado nas Figuras la a 2a, a Figura 4 é uma ampliação da estrutura em corte de um pano do filtro não caindo no âmbito da reivindicação 1, e a figura 5 é uma ampliação da estrutura em corte de um pano do filtro de acordo com a presente invenção.

As Figuras la e lb são vistas laterais consideravelmente simplificadas da estrutura de um filtro de pressão do tipo Larox®. 0 filtro compreende várias placas de filtragem (1) dispostas horizontalmente que formam uma placa de acomodamento (2) que compreende câmaras de filtragem sobrepostas. 0 pano do filtro tem a forma de um laço sem fim e é disposto para se deslocar, guiado pelos rolos rotativos (3) ou semelhantes, entre as placas de filtragem sobrepostas de uma câmara para uma outra na direcção do movimento do pano. A Figura 2a ilustra em grande detalhe como o pano do filtro se desloca no aparelho de filtragem. 0 aparelho de filtragem compreende ainda meios de fecho, tais como cilindros hidráulicos (4), um mecanismo de aperto por parafuso ou algo semelhante para pressionar as placas 6 de filtragem do acomodamento umas contra as outras. Na Figura la o filtro está aberto, isto é, na posição de descarga, na qual o pano do filtro pode ser movido. Na Figura lb 0 filtro está na posição de fechado durante a qual as outras fases do processo de filtragem ocorrem como se mostra nas Figuras 3a a 3e. A Figura 2a ilustra de um modo simplificado como o pano do filtro (5) se desloca num filtro de acordo com as figuras anteriores. 0 pano do filtro é guiado através das câmaras de filtragem (não mostradas) entre as placas de filtragem por meio de rolos rotativos (3). 0 aparelho também compreende rolos necessários ou outros membros de condução para o ajuste da tensão e da posição lateral do pano do filtro, e um rolo que move o pano do filtro. Na situação mostrada na figura, a placa de acomodamento está aberta, pelo que um bolo de sólidos (6) é removido a partir das câmaras de filtragem pelo movimento do pano do filtro (5) na direcção (A) . 0 material preso no pano do filtro pode ser removido utilizando raspadeiras (7) ou semelhantes, estabelecidas para cada rolo rotativo. 0 filtro compreende ainda um aparelho de lavagem (8) para lavar o pano do filtro. A Figura 2b ilustra como o pano do filtro (5) de acordo com a presente invenção se desloca num outro filtro de pressão vertical. As fases do ciclo do filtro podem ser as mesmas que aquelas ilustradas da Figura 3a a 3f. A solução difere da solução da Figura 2a em que o pano do filtro não tem a forma de um laço fechado, mas o pano do filtro corre através do filtro desde o primeiro rolo (18a) até ao segundo rolo (18b). 0 pano do filtro (5) pode ser movido na 7 direcção oposta à direcçao (A) mostrada na figura para conduzir o pano de volta ao rolo (18a).

As Figuras 3a a 3f são vistas esquemáticas simplificadas das fases do ciclo do filtro de acordo com as figuras anteriores numa câmara. As diferentes fases de filtragem ocorrem simultaneamente em todas as diferentes câmaras do filtro. Na figura 3a a mistura (9) a ser filtrada é alimentada para o interior das câmaras de filtragem entre um diafragma (10) impermeável e um pano do filtro (5) permeável. Devido à gravitação e à pressão de alimentação, o líquido incluído na mistura começa a penetrar através do pano do filtro no interior de um espaço (11) no outro lado do pano a partir do qual é fornecido para a frente por meio de canais adequados. Uma camada de sólidos húmidos começa a formar-se na superfície superior do pano do filtro (5) . A figura 3b ilustra a fase de compressão, na qual a pressão, por exemplo, ar ou água sob pressão, é fornecida acima do diafragma elástico, e consequentemente o diafragma (10) pressiona o bolo de sólidos (6) contra o pano do filtro, fazendo assim com que o líquido incluído se mova para o outro lado do pano. As Figuras 3c e 3d ilustram fases que estão relacionadas com a lavagem do bolo e podem ser utilizadas nos aparelhos. Na fase de lavagem ilustrada na Figura 3c, o líquido de lavagem (12) é alimentado entre o diafragma e o bolo de sólidos e o líquido empurra o diafragma para a sua posição superior e penetra o bolo, lavando-o simultaneamente. Na segunda fase de compressão o líquido de lavagem contido na câmara e os sólidos são pressionados através do pano do filtro e para fora da câmara por meio do diafragma. O bolo de sólidos é finalmente seco através do sopro de ar sob pressão sobre ele, como mostrado na Figura 3e. Após o que, a placa de acomodamento é aberta e o pano do filtro é movido para a frente na direcção do seu movimento, pelo que o bolo seco (6) formado na superfície do pano pode ser deitado para fora da câmara de filtragem. 0 pano também é lavado. A fase de descarga é ilustrada na Figura 3f. Após o que, as fases acima descritas são repetidas simultaneamente em todas as câmaras de filtragem. A Figura 4 é uma vista em corte simplificada de um exemplo de referência. 0 pano do filtro compreende uma camada central (15) trançada de fios torcidos na direcção da máquina (13) e fios de trama transversal (14) . Algumas ligações conhecidas per se e fios adequados ou materiais de fios podem ser usados para tecer a camada central do pano. Assim, os panos do filtro trançados habitualmente utilizados são bem apropriados para a canada central, mas também pode ser feita de tecido não trançado. Os fios tipicamente utilizados para os panos do filtro são fios de múltiplos filamentos feitos de alguns dos seguintes materiais plásticos, por exemplo: politereftalato de etileno (PET), polipropeno (PP), poliamida (PA), polifenileno de sulfido (PPS) ou poli-éter-éter-cetonas (PEEK). Como é visto na Figura, ambos os lados da camada central (15) trançada são fornecidos com camadas protectoras (16a e 16b) simétricas, as quais formam as superfícies exteriores do pano do filtro a ser disposto contra a mistura a ser filtrada. As camadas protectoras feitas separadamente da camada central, tais como camadas levemente torcidas ou camadas feitas de fibras classificadas, por exemplo, por compressão, podem ser ligadas à camada central, por exemplo, por costura feita por agulhas, mas outros métodos de ligação conhecidos no campo da invenção, tais como ligações por colagem e por 9 fusão, também podem ser utilizados, dependendo da estrutura das camadas protectoras. Na estrutura ilustrada na Figura, o primeiro propósito das camadas protectoras é de não afectar a densidade do pano do filtro, mas para proteger a camada central. As camadas protectoras que estão mais folgadas do que a camada central são feitas de um modo preferido de fios ou fibras que têm boa resistência ao desgaste utilizando uniões ou métodos de ligação com boa resistência ao desgaste. As camadas protectoras recebem a força à qual as superfícies do pano do filtro estão sujeitas durante a compressão e descarga do bolo, e pelo exame e lavagem do pano do filtro. 0 facto de as camadas protectoras, as quais estão claramente mais folgadas do que a camada central, se desgastarem em utilização não afecta substancialmente a capacidade de filtragem do pano do filtro. As camadas protectoras também podem ser feitas para receber parte da força de tensão dirigida ao pano do filtro, nesse caso a camada central pode ser feita de um tecido que seja menos resistente à força de tensão, desde que seja vantajoso para a capacidade de filtragem. Deve ser mencionado que a espessura das camadas protectoras e da camada central pode ser ajustada de acordo com a necessidade. Além disso, as camadas protectoras em ambos os lados da camada central do pano podem consistir em mais do que uma camada, desde que sejam dispostas para que a capacidade de filtragem do pano do filtro seja independente do facto de em qual lado do pano é colocado o material a ser filtrado. É vantajoso para o fabrico de um pano com uma estrutura simétrica onde ambos os lados da camada central são fornecidos com o mesmo número de camadas protectoras semelhantes. Adicionalmente, um filtro de múltiplas camadas tem um género de estrutura em sandwich o que, se necessário, fornece ao pano do filtro uma melhor rigidez 10 transversal. É vantajoso fazer tanto a camada central como as camadas protectoras fáceis de lavar, por exemplo, utilizando fibras repelentes de sujidade, ou fibras tratadas para serem repelentes de sujidade. A Figura 5 é uma vista em corte da estrutura de um pano do filtro de acordo com a invenção. Pode ser utilizado o mesmo tecido, tal como na solução de acordo com a figura anterior, na cama central (15) . Aqui as camadas exteriores da camada central são fornecidas com camadas protectoras (17a e 17b) que são mais densas do que a camada central (15) . Nesse caso as camadas protectoras não só funcionam como a superfície mais exterior recebendo a pressão mecânica, mas também como camadas que afectam o actual processo de filtragem. Uma vez que a densidade desejada do pano é ajustada por meio das camadas protectoras, a estrutura da camada central não é relevante para a capacidade de filtragem. A camada central é principalmente uma base à qual as camadas protectoras estão ligadas e fornece o pano com a força de tensão necessária, para que possa funcionar como a correia transportadora no modo requerido pelo aparelho de filtragem. Nesse caso é possível utilizar uma camada central padrão, a qual é mecanicamente forte e cujas superfícies são fornecidas com diferentes camadas protectoras de acordo com as propriedades a serem atingidas.

Uma vez que preferencialmente é utilizada uma elevada pressão em aparelhos de filtragem de pressão, os panos do filtro utilizados são relativamente densos em comparação com os panos do filtro utilizados em outros aparelhos de filtragem. Na actualidade, a permeabilidade ao ar dos panos do filtro está dentro do intervalo de 0,3 a 15 m3/m2 min, 11 200 Pa, dependendo da qualidade de filtragem necessária e da mistura a ser filtrada. Um pano do filtro trançado de camada única, o qual é ajustado para o propósito, pode ser fornecido com a permeabilidade mínima de 0,2 m3/m2 min, 200 Pa por calandragem. A densidade do pano do filtro de múltiplas camadas de acordo com a presente invenção é abaixo de 0,2, de um modo preferido entre 0,2 e 15 m3/m2 min, 200 Pa. Nos testes realizados, um pano do filtro com permeabilidade de 0,03 m3/m2 min, 200 Pa, o que é apenas um décimo da permeabilidade dos panos actualmente utilizados, foi considerado com bom funcionamento. De acordo com a opinião predominante no campo da invenção, os panos do filtro assim tão densos não podem ser utilizados em filtros de pressão. Contudo, o teste levado a cabo com o pano da presente invenção, o qual é mais denso do que os panos do estado da técnica, mostrou que, contrariamente aos conceitos previamente estabelecidos, funciona particularmente bem e o filtrado resultante é claramente mais limpo do que antes e o bolo de sólidos mais seco. Surpreendentemente, também foi notado que a vida útil do pano foi aumentada mesmo em várias vezes, quando comparada com os panos do filtro utilizados anteriormente. Os últimos resultados relativos ao facto de as partículas da mistura a ser tratada não poderem penetrar através dos pequenos buracos no pano do filtro para a estrutura interior do pano, mas os sólidos permanecerem na superfície do pano de onde podem ser removidos apropriadamente por meio de raspadeiras e dispositivos de lavagem. Devido à elevada pressão, o pano do filtro mais denso não reduz substancialmente a capacidade de filtragem.

Também é possível influenciar as propriedades de secagem do pano do filtro e a sua limpeza e capacidade de limpeza pelo 12 ajustamento da hidrofobia e/ou capacidade de hidrofobia das diferentes camadas do pano do filtro no modo desejável. Deste modo as camadas protectoras, por exemplo, podem ser tratadas para serem repelentes de sujidade.

Como foi acima mencionado, as camadas protectoras podem consistir de camadas levemente torcidas, as quais são ligadas à camada central, por exemplo, por costura feita por agulhas. A camada protectora da invenção também pode ser fornecida através da ligação de uma camada trançada, de material de revestimento impermeável poroso ou de um diafragma apropriadamente perfurado na superfície exterior da camada central. Os materiais usados nas camadas protectoras incluem politereftalato de etileno (PET), polietileno (PE), poliamida (PA), politetrafluoroetileno (PTFE). As camadas protectoras também podem ser ligadas à camada central por soldagem, por exemplo, por soldagem ultrasónica.

Os desenhos e a respectiva descrição são apenas planeados para ilustrar o conceito inventivo. Os detalhes da invenção podem variar dentro do âmbito das reivindicações. Assim, a invenção não é limitada apenas para os filtros ilustrados nas Figuras la a 2b, mas podem também ser aplicada a outros filtros de pressão similares, onde o pano do filtro é disposto para se deslocar através das câmaras de filtragem dispostas uma após outra na direcção do pano do filtro, para que a massa ou a mistura a ser filtrada seja alternadamente colocada em diferentes lados da pano do filtro nas sucessivas câmaras de filtragem.

Lisboa, 19 de Dezembro de 2006

Claims

1 REIVINDICAÇÕES 1. Um pano do filtro (5) que é planeado para utilização num filtro de pressão baseado na extrusão por diafragma, o qual compreende, pelo menos duas câmaras de filtro e nas quais o pano do filtro (5) é guiado através das câmaras de filtro dispostas uma após outra na direcção (A) do movimento do pano do filtro, para que nas câmaras de filtro, os lados opostos do pano do filtro (5) sejam alternadamente colocados contra a mistura a ser filtrada, a qual contém liquido e sólidos, sendo o pano do filtro (5) simétrico no que respeita à capacidade de filtragem, e os sólidos separados a partir da mistura no referido filtro são transportados para fora das câmaras de filtro por meio do pano do filtro (5), caracterizado pelo facto de o pano do filtro (5) compreender uma camada central (15), em que as duas superfícies são providas com camadas protectoras (17a, 17b), as quais formam as superfícies externas do pano do filtro (5) e são mais densas do que a camada central, e a permeabilidade ao ar no pano do filtro (5) ser inferior a 0,2m1/m2 min, 200 Pa.

2. Um pano do filtro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de as camadas protectoras (17a, 17b) serem feitas para resistir ao desgaste utilizando fios resistentes ao desgaste ou fibras e uma estrutura de ligação resistente ao desgaste. 1 Um pano do filtro, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo facto de a camada central (15) ser uma estrutura trançada. 2

4. Um pano do filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de as camadas protectoras (17a, 17b) serem camadas levemente torcidas.

5. Um pano do filtro, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo facto de as camadas protectoras (17a, 17b) serem ligadas à estrutura central (15) por costura feita por agulhas. Lisboa, 19 de Dezembro de 2006