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Druckfilter zur kontinuierlichen Filtration Die Erfindung betrifft
einen Druckfllter zur kontinuierlichen Filtration, bestehend aus einem geschlossenen
Druckkessel, einer darin rotierenden Filtertrommel mit einer Hohlwelle zur Abfuhr
des Filtrats sowie einer ebenfalls in dem Kessel angeordneten kombinierten Wasch-
und Austragevorrichtung für den Filterkuchen, die den Filterkuchen von der oberen
Scheitellinie der Filtertrommel kontinuierlich abnimmt und nach dem Waschen und
Trocknen durch eine Druckschleuse nach außen abführt.
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Es sind bereits kontinuierlich arbeitende Trommeldrehfilter bekanntgeworden,
bei denen die rotierende Filtertrommel von einem ortsfest angeordneten Gehäuse größeren
Durchmessers umgeben wird. Der verbleibende ringförmige Behandlungsraum ist in mehrere
achsparallel verlaufende Kammern für Filtration, Auswaschen des Kuchens, Entfeuchten
bzw.
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Trocknen des Kuchens usw. unterteilt, die durch geeignete Dichtelemente,
beispielsweise Gummipuffer od. dgl., gegeneinander und gegen die rotierende Filtertrommel
abgedichtet sind.
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Hierbei hat sich jedoch als nachteilig herausgestellt, daß infolge
der mehrfachen Unterteilung des Ringraumes nur ein geringer Trommelsektor für die
eigentliche Filtration verbleibt. Hinzu kommt, daß zur Ableitung des Filtrats, Waschfiltrats,
Zuleitung von Druckluft usw. ein recht komplizierter und störungs anfälliger Steuerkopf
notwendig wird.
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Zur Erhöhung der wirksamen Filterfläche hat man deshalb bereits bei
kontinuierlich arbeitenden Trommeldrehfiltern vorgeschlagen, den Trommelfilter vollkommen
unter dem Rohstoffspiegel arbeiten zu lassen und den sich auf der Trommelfläche
absetzenden Filterkuchen in eine gegenüber dem übrigen Rohstoffraum abgeschlossene
Abwurfzone durch Überdruck abzublasen. Der dabei abfallende Filterkuchen wird mittels
eines elastsich ausgebildeten Schabers und einer anschließenden Fördereinrichtung
ausgetragen. Die zur Filtration notwendige Druckdifferenz zwischen Trübe und Filtrat
wird durch Vakuum erzeugt. Der Druckdifferenz sind jedoch aus physikalischen Gründen
Grenzen gesetzt, so daß die spezifische Leistung derartiger Vakuumfilter gegenüber
mittels überdruck arbeitender Druckfllter relativ gering ist.
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Um der Sedimentation von Feststoffen des Unfiltrats im unteren Teil
des Filtertroges entgegenzuwirken, ist es bekannt, zahn- oder gabelartig ineinandergreifende
Rührwerke nach Art einer Wippe oder eines Waagebalkens anzuordnen, die mittels elektromagnetisch
wirkender Verstelleinrichtungen mit geeigneter Schwingungszahl bewegt werden.
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Abgesehen von dem erheblichen Aufwand derartiger Vorrichtungen ist
ihre Anwendung vorwiegend auf Vakuumfilter beschränkt, da die insbesondere bei Druckfiltem
erforderliche Abdichtung der Schwingeneintritte erhebliche Schwierigkeiten bereitet
und eine dauerhafte Abdichtung des Druckraumes mit der Atmosphäre nicht gewährleistet
ist.
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Ferner hat man bereits bei kontinuierlich arbeitenden Drehfiltern
vorgeschlagen, oberhalb des Rohstoffspiegels eine auf die Scheitellinie der Filtertrommel
wirkende Wascheinrichtung anzuordnen. Der angefeuchtete Filterkuchen wird dabei
in Höhe der Trommelachse von einem sich gegen die Trommelwand legenden Schaber einer
unterhalb angeordneten Förderschnecke zugeleitet und aus dem Filterraum entfernt.
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Bedingt durch den Aufbau des Drehfilters taucht die Filtertrommel
nur zu einem geringen Teil in den mit Trübe gefüllten Trog ein, wodurch sich, abgesehen
von der Leistungsminderung, ein gewisser Druckausgleich im Trommelinnenraum über
die von der Trübe nicht bedeckte Filterfläche mit Sicherheit einstellt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung der genannten Nachteile
ein kontinuierlich arbeitendes Druckfilter zu schaffen, das neben einer maximal
wirksamen Filterfläche eine gemeinsame Wasch- und Feststoff-Austragsvorrichtung
aufweist, womit der Kuchen einen filtertrockenen Zustand bekommt und ausgeschleust
werden kann.
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Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Filtertrommel
exzentrisch in dem zylindrischen Druckkessel angeordnet und in an sich bekannter
Weise
vollständig in dem von einer Regeleinrichtung auf konstantem Niveau gehaltener Trübe
eingetaucht ist, wobei eine im Inneren des Behälters und in dessen Bodennähe parallel
zur Trommelachse verlaufende Zuleitung für die Trübe kurze, düsenähnliche Anschlußrohre
küt Erzeugung einer Querströmung in der Trübe unterhalb der Filtertrommel aufweist
und wobei die Austrags- und Waschvorrichtung für den Filterkuchen als eine parallel
zur Trommelachse verlaufende, im Druckgasraum liegende und mit Filtermaterial ausgekleidete
Schnekkenmulde ausgebildet ist, die ein Ans chluß rohr zur Ableitung des Waschfiltrats
und einen Niveauregler für die Waschflüssigkeit aufweist und in der eine angetriebene
Transportschnecke umläuft.
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Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Druckfilters mit exzentrischer
Anordnung der Filtertrommel erweist sich deshalb als vorteilhaft, da bei gleichzeitiger
Ausnutzung der gesamten Filterfläche für den Filtrationsvorgang die Unterbringung
der Wasch- und Feststoff-Austragsvorrichtung innerhalb des zylindrischen Druckraumes
gegeben ist. Die Filterelemente sind dabei vollständig in der Trübe eingetaucht,
wodurch ein Druckausgleich im Trommelinnenraum an den im Behälter herrschenden Druck
vermieden wird.
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Ein weiterer Vorteil gegenüber den genannten Filtern dieser Art ist
insbesondere in der Ausbildung der Wasch- und Feststoff-Austragsvorrichtung zu erblicken,
die ein schnelles und gründliches Auswaschen des Kuchens sowie des weiteren eine
gute Trocknung des Kuchens wegen der großen Druckdifferenz im Gasraum des Behälters
und der Außenatmosphäre gewährleistet.
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Um bei einer gelegentlichen Kontrolle oder einer notwendig werdenden
Reinigung der Innenteile des Filters ein Lösen von Anschlußrohren, Getriebeeinrichtungen
usw. zu vermeiden, wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß
der Druckkessel ein feststehendes Deckelstück aufweist, in dem alle Rohrleitungsanschlüsse,
Lagerungen, Stopfbuchsen, Antriebe sowie die Druckschleuse für den Kuchenaustrag
angeordnet sind, während der Behälter selbst auf Schienen vom Deckelstück abfahrbar
ist.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Diese zeigt in A b b.- 1 eine Vorrichtung im Querschnitt, Ab b. 2 einen Ausschnitt
aus einem Filterelement der Trommel und Ab b. 3 die Seitenansicht der geschlossenen
Vorrichtung.
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In dem Druckbehälter 1 rotiert die Filtertrommel 2 langsam in Pfeilrichtung.
Sie ist am Umfang mit Filterrnaterial 3, z. B. Siebgewebe, Tuch od. dgl. bespannt.
Durch das stirnseitige Rohr 4 und angeschlossene etwa tangential zur Behälterwand
gerichtete Rohrstücke 5 wird die Trübe dem Behälter unter Druck ständig zugeführt.
Durch die Richtung der Rohrstücke 5 wird eine Querströmung über den Behälterboden
erzeugt, die durch die Drehung der Trommel noch unterstützt wird. Durch diese Querströmung
wird eine Sedimentation von Feststoffen aus der Trübe am Behälterboden verhindert.
Der Flüssigkeitsstand im Behälter wird durch einen Niveauregler, z. B. elektrische
Kontaktstäbe 6, 7, auf solche Höhe gehalten, daß die Trommel stets vollständig in
der Flüssigkeit liegt. Dariber befindet sich
der Druckgasraum 8 mit dem gleichen
Druck wie im Flüssigkeitsraum 9.
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Die Trommel hat eine Hohlachse 10. Am Umfang ist die Trommel mit
grobem Drahtgewebe 12 bespannt, übey dem das Filtemateiyial 3, z: B. ein Feingewebe,
liegt. Sie hat Durchttittslochér 13 tind Kanäle 14, die durch Rohre 11 mit der Trommelachse
10 verbunden sind. Durch die Druckdifferenz zwischen dem Flüssigkeitsraum 9 und
der Hohlachse 10, die über eine Stopfbüchse nach außen führt, wird die Flüssigkeit
durch das Filtermaterial 3 in das Grobgewebe 12, von dort durch die Löcher 13 in
die Kanäle 14 und durch die Rohre 11 in die Hohlachse 10 gedrückt und als Filtrat
nach außen abgeleitet. Die Feststoffe setzen sich als immer stärker werdender Kuchen
15 auf dem Filtermaterial 3 ab.
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In dem Beispiel erfolgt die Abnahme des Filterkuchens von der Trommel
etwa an höchster Stelle durch den Schaber 16, dicht unter dem Pegelstand im Behälter.
Der Schaber ist auf mehr oder minder großen Abstand zur Trommel einstellbar. Der
von der Trommel2 auf den Schaber übergleitende sehr feuchte Kuchen 15 wird von den
Mitnehmern 17 des Transporthandes 18, welches über die angetriebene Walze 19 und
die lose Walze 20 läuft, schräg nach oben gefördert und fällt in die Schneckenmulde
21, deren unterer Teil mit Filtermaterial 22, z. B. Metallsieb, ausgekleidet ist.
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In der Mulde dreht sich die Transportschnecke 23.
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Die Mulde hat ein nach außen führendes Anschlußrohr 241. Oberhalb
der Schneckenmulde ist das Spritzrohr 25, durch das ständig dem Kuchen Waschflüssigkeit
zugeführt wird. Die Höhe des Flüssigkeitsstandes in der Mulde wird durch den Niveauregler
26 so gesteuert, daß das Filtermaterial 22 stets bedeckt ist. Durch die große Druckdifferenz
zwischen dem Gasraum 8 und dem Abflußrohr 24 kommt ein schnelles und intensives
Auswaschen des Kuchens der dabei von der Schnecke 23 weitertransportiert wird, zustande.
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Am Ende der Transportschnecke wird der ausgewaschene Kuchen entweder
direkt über eine Druckschleuse bekannter Art in feuchtem Zustand aus dem Filter
periodisch ausgeworfen oder vorher noch einer Trocknung unterzogen. Dies kann z.
B. in der Weise geschehen, daß die Schneckeumulde 21 mit der Schnecke 23 Steigung
in Transportrichtung hat, so daß im vorderen unteren Bereich das Auswaschen und
in dem hinteren, höherliegenden Bereich das Trocknen erfolgt. Man kann auch an die
waagerechte Waschschnecke über ein Kardangelenk noch eine schräg nach oben laufende
Trockenschnecke anschließen, deren Mulde ebenfalls mit Filtermaterial ausgekleidet
ist und durch ein Anschlußrohr mit der Atmosphäre oder einem Raum geringeren Drucks
als im Gasraum 8 in Verbindung steht. Der ausgewaschende Kuchen kann auch von der
Schnecke 23 auf ein schräg nach oben laufendes Sieb-Transportband übergeführt werden,
auf dem die Trocknung des Kuchens stattfindet, bevor er über die Druckschleuse ausgeworfen
wird.
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Hinter der Abtragstelle des Kuchens bildet sich auf dem Filtermaterial
3 sofort wieder eine neue Kuchenschicht auf dem betreffenden Abschnitt, die immer
stärker wird, bis sie, wenn dieser Abschnitt im Scheitelpunkt angekommen ist, durch
den Schaber 16 abgetragen wird. Der Schaber kann so eingestellt
werden,
daß er den Kuchen nicht in seiner gesamten Stärke abschält, sondern daß in an sich
bekannter Weise eine dünne Kuchenschicht auf dem Filtermaterial der Trommel verbleibt,
um ein klares Filtrat zu gewährleisten.
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An Stelle der gezeigten Trommel in Blechkonstruktion kann auch eine
massive Gußtrommel mit Rillen zur Abstützung des Filtermaterials dienen. Die Kuchen-Wascheinrichtung
in Form einer Transportschnecke mit Zubehör (21 bis 26 in A b b. 1) kann auch durch
ein Sieb-Transportband ersetzt werden.
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Zur Abtragung des Kuchens von der Trommel und zu seiner Überführung
aus dem Flüssigkeitsraum 9 in den Druckgasraum 8 können an Stelle des feststehenden
Schabers und des Transportbandes mit Mitnehmern auch andere bekannte Elemente verwendet
werden, z. B. bewegliche Schaber mit rotierender oder Pendelbewegung, Abtragwalzen,
Schnüre, Bänder, Becherwerke oder Schieber.
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An Stelle der Filtertrommel können auf der Hohlachse auch mehrere
scheibenförmige, bekannte Filterelemente aufgebracht sein, deren Stirnflächen mit
Filtermaterial bespannt sind, von denen der Kuchen jeweils im oberen Bereich mit
bekannten Elementen in feuchtem Zustand abgetragen, aus dem Flüssigkeitsraum des
Behälters in den Druckgasraum übergeführt und in einer Auswaschvorrichtung nach
A b b. 1 weiterbehandelt wird. Diese Ausführung ist jedoch nicht Gegenstand vorliegender
Erfindung.
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In A b b. 3 ist die Seitenansicht einer geschlossenen Vorrichtung
mit feststehendem Deckel 27 und der vom Deckel nach Lösen der Verbindung zwischen
Deckelflansch und Behälterflansch auf Schienen 29 abfahrbare Druckbehälter 28 gezeigt.
Im Deckel sind alle Wellen und Achsen für die Trommel 2, die Schnecke 23, die Walzen
19 und 20 gelagert. Der Deckel enthält auch die Stopfbüchse für die Hohlachse 10
der Trommel 2, für die Welle der Schnecke 23 und der Welle der Walze 19, ferner
die Anschlüsse für die Zuleitung 4 für die Trübe, die Ableitung 24 für Waschfiltrat
und die Zuleitung 25 für Waschflüssigkeit, gegebenenfalls auch noch eine Zuleitung
für Druckgas zum Raum 8. Im Deckel 27 ist weiterhin der Antriebsmotor für die drehbaren
Elemente, wie Trommel 2, Walze 20 und Schnecke 23 untergebracht. Weiterhin befindet
sich die Druckschleuse für die Austragung des Kuchens am Deckel 27.
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Der Druckbehälter braucht nicht einen runden Querschnitt zu haben.
Er kann auch rechteckig geformt sein, entsprechend der Gestalt der verwende-
ten
Filterelemente und der Einrichtung zur Abtragung des Kuchens und zum Transport aus
dem Flüssigkeitsraum in den Druckgasraum.