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Ununterbrochen arbeitendes Saugzellendrehfilter Die Erfindung betrifft
ein ununterbrochen arbeitendes Saugzellendrehfilter, das als Trommelfilter und als
Scheibenfilter im Gebrauch ist.
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Die ununterbrochen arbeitenden Trommeldrehfilter bestehen im wesentlichen
aus einem Behälter für die zu filtrierende Flüssigkeit, in welchen eine Trommel
eintaucht, die am Umfang eine Anzahl Zellen aufweist, die mit einem Filtermaterial
bedeckt sind. Auf diesem Filter wird durch Erzeugung einer Druckdifferenz in den
Zellen ein Filterkuchen gebildet, während die Trommel die im Behälter befindliche
Trübe passiert.
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Ein Scheibendrehfilter besteht aus einer Mehrzahl von Scheiben, die
auf einer waagerechten Welle befestigt sind. Die Außenflächen einer jeden sektorartig
unterteilten Scheibe sind mit einem Filtermaterial bedeckt, und auch hier wird mittels
einer Druckdifferenz ein Filterkuchen gebildet, während die Scheiben durch die Trübe
hindurchgehen, die sich im Behälter befindet.
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Bei einem Trommeldrehfilter ist nun die Filtertrommeliläche durch
axial verlaufende Trenn- oder Teilwände in Abteile oder Zellen geteilt, und jedes
Abteil ist durch eine Rohrleitung mit einem feststehenden Ventilsteuerkopf verbunden;
letzterer ist bei Saug- und Druckpumpen derart verbunden, daß jedes Trommelabteil
nacheinander mit einer Vakuumquelle oder mit einer Vorrichtung verbunden wird, die
einen Druckrückstoß verursacht.
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In ähnlicher Weise ist die Außenfläche der Scheiben eines Scheibendrehfilters
in Abteile oder sektorförmige Zellen unterteilt, deren jede nacheinander mit einer
Saug- oder einer Druckluftpumpe in Verbindung gesetzt wird.
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Die Einrichtung dieser Filter ist nun eine solche, daß gewöhnlich
mehrere Abteile in die Filtertrübe eintauchen; obgleich nun jedes Abteil ein gesondertes
Filterelement bildet, ist festgestellt worden, daß der Unterdruck, der auf dasselbe
wirkt, einen Filterkuchen erzeugt, der das benachbarte Abteil überdeckt.
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Um diese Wirkungsweise besser klarzustellen, soll die ununterbrochene
Bildung eines solchen Filterkuchens am Umfang eines rotierenden Filters dargestellt
werden.
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Sobald ein Filterabteil oder eine Filterzelle vollkommen in die zu
filternde Trübe untergetaucht ist, unterliegt sie einem Unterdruck, der zur Bildung
eines Kuchens auf der Filteroberfläche führt. Dieser Kuchen greift über die Trennstreifen
oder Trennleisten, welche die einzelnen Filterabteile voneinander trennen, hinüber.
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Hieraus ergibt sich, daß, bevor die nächste Filterzelle unter den
Einfluß des Vakuums gelangt, ihr Vorderteil bereits mit einem schmalen Filterkuchenstreifen
bedeckt ist; sobald der Unterdruck dann auf dieses zweite Abteil zur Einwirkung
gelangt, wird die Filterkuchenbildung von der ersten in die zweite Zelle übertragen,
ohne daß die Trennleisten eine tatsächliche
Unterbrechung der Filterkuchenbildung
zur Folge haben.
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Auf diese Weise wird ein zusammenhängender Filterkuchen am Umfang
der Filtertrommel über den einzelnen Filterkammern gebildet.
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Ein zusammenhängender Kuchen wird naturgemäß nur bei verhältnismäßig
schmalen Trennleisten erreicht.
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Werden dieselben breiter, dann würde eine Bildung von einzelnen Kuchen
in den einzelnen Zellen die Folge sein. In vielen Fällen ist es gleichgültig, ob
der Filterkuchen als eine ununterbrochene Schicht oder als eine solche gebildet
wird, die aus einzelnen getrennten Teilen besteht.
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Neuerdings aber hat sich die Verwendung von Trommeldrehfiltern für
die Herstellung von Papier- und Pappebahnen sowie ähnlichen Artikeln als zweckmäßig
herausgestellt. Bei der Anwendung von Trommeldrehfiltern für diese Zwecke wurde
nun gefunden, daß die bisher verwendeten Trennleisten oder -wände, auch wenn sie
den Filterbetrieb an sich nicht schädlich beeinflussen, zur Erzeugung eines nicht
an allen Stellen gleichmäßig dicken Kuchens führen.
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Papier- oder Pappebogen, die auf diese Weise hergestellt werden, sind
nun nicht allein deshalb unbrauchbar, weil sie eine ungleichmäßige Dicke haben,
sondern auch weil sich die schwachen Zonen als Wasserzeichen markieren.
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Daß die Bildung solcher Unregelmäßigkeiten auf die Trennleisten zurückzuführen
ist, unterliegt keinem Zweifel; ferner ist festgestellt worden, daß ihre Bildung
vorzugsweise während der Periode der Kuchenbildung, nicht aber während der Auswaschung
oder Trocknung des Kuchens vor sich geht.
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Es scheint auch, daß diese Einwirkung der Trennleisten dadurch hervorgerufen
wird, daß sich bei der Unterdruckerzeugung in dem Augenblick, in dem die Teilleiste
die Unterdruckzone passiert, ein Unterschied ergibt bzw. die Auswirkung des Ansaugdruckes
durch die Trennleisten ungleichmäßig gestaltet wird.
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Hieraus ergibt sich die Zweckmäßigkeit, die Lage der Trennleisten
in dem Raum zwischen dem Filterbelag und Trommelvollmantel entweder zu ändern oder
aber die Trennleisten während der Kuchenbildung völlig auszuschalten.
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In manchen Fällen mag es auch zweckmäßig erscheinen, die Trennleisten
während derWasch-und Trockenperiode auszuschalten.
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Dazu kommt, daß die Trennleisten auch die Leistung des Filters verringern.
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Diese Nachteile beseitigt die Erfindung dadurch, daß zwischen den
Zellen formveränderliche oder bewegliche Abdichtungselemente angeordnet sind, die
während einer Umdrehung des Filters wahlweise in und außer Wirkung gesetzt werden,
so daß die Anzahl und der Rauminhalt der Zellen beliebig geändert werden können.
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Zweckmäßigerweise bestehen die Abdichtungselemente aus Rohren mit
elastischen Wandungen, die aufgeblasen oder leer gesaugt werden.
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Diese Elemente können zwischen zwei durchlochten Leisten angeordnet
sein, welche die Grenzen der Filterkammer bilden.
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Es ist bereits vorgeschlagen, aufblasbare Gummirohre als Filterdichtung
dergestalt zu benutzen, daß zwischen die die Filtermasse aufnehmenden Filterbleche
ein sich gegen die Gehäusewandung legender aufgeblähter Schlauch gelegt wird, dessen
Querschnitt durch das Zusammenpressen der Filterbleche eine derartige Deformation
erfährt, daß die Schlauchwandung einerseits gegen die Filterschicht ausweicht und
diese stark preßt, anderseits gegen die Filterwandung gedrückt wird, zu dem Zwecke,
das Übertreten von unfiltrierter Flüssigkeit in die Kammer für reines Filtrat zu
verhindern.
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Im Gegensatz hierzu wird im vorliegenden Falle die Formveränderlichkeit
der Abdichtungselemente dazu benutzt, die Zelleneinteilung bei einem Saugdrehfilter
beliebig zu verändern.
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Die Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen erläutert, die
eine beispielsweise Ausführungsform derselben darstellen.
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Hierbei zeigt Fig. I einen Querschnitt senkrecht zur Achse des Trommeldrehfilters,
Fig. X einen teilweisen Längsschnitt durch dasselbe, Fig. 3 einen Schnitt durch
das Steuerventil nach der Linie 3-3 der Fig., gesehen in der Richtung der Pfeile,
Fig. 4 eine schaubildliche Teilansicht der Filterzelle, Fig. 5 eine schaubildliche
Teilansicht eines Trommeldrehfilters, das mit hölzernen Stützelementen für den Filterbelag
versehen ist.
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Wenn auch die vorliegende Ausbildung der Trennstreifen in erster
Linie für Scheibendreh-und von innen oder von außen beaufschlagte Trommeldrehfiiter
gedacht ist, so findet dieselbe zur Zeit ihre vorteilhafteste Anwendung bei Filtern
der letztgenannten Art, so daß auch die vorliegende Erfindung an einem solchen Filter
erläutert ist.
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Das Trommeldrehfilter besteht aus einem Holzzylinder I, dessen Seiten
geschlossen und mit Stirnwänden 2 (Fig. 2) versehen ist, die auf Zapfen 3 befestigt
sind; die Zapfen ruhen in nicht dargestellten Lagern, die gewöhnlich am Behälter
für die Rohflüssigkeit angeordnet sind.
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Am Umfang des Trommelmantels 1 ist ein Rost 4 (Fig. I) vorgesehen,
auf dem ein Sieb 5 ruht; auf demselben befindet sich das Filtertuch 6; der Ringraum,
der zwischen dem Mantel 1 und dem Sieb 5 gebildet ist, ist in eine Mehrzahl von
Kammern zerlegt, und zwar
mittels der durchlochten Leisten oder
Wände 7.
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Diese Leisten, durch die Abteile oder Zellen gebildet werden, sind
so eingerichtet, daß sie an sich den freien Durchfluß von Luft und Flüssigkeit von
einer in die andere ZelIe nicht behindern.
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In den von den Leisten 7 begrenzten Räumen sind Gummirohre8 angebracht,
die an den Seiten geschlossen sind und durch Leitungen g mit einem Steuerventilsitz
II in Verbindung stehen, der einen Ventilkopf 12 trägt. Mittels der durch den Ventilkopf
12 gesteuerten Druck-oder Saugluft werden die formveränderlichen Gummirohre 8 aufgeblasen
oder entlüftet, und zwar in jeder gewünschten Aufeinanderfolge; hierdurch kann ein
Filterabteil von dem benachbarten abgeschlossen werden.
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Dieses Abschließen wird dadurch erreicht, daß das aufgeblasene Gummirohr
8 sich gegen die Leisten, das Sieb 5 und den Trommelmantel I preßt.
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Wenn das Gummirohr 8 unter Druck gesetzt wird, wird es zusammengedrückt,
so daß eine Verbindung der beiden benachbarten Filterzellen geschaffen wird. Jedes
Abteil, das durch zwei Trennstreifen begrenzt ist, steht durch Leitungen I3 und
Mündungen Iq in demMantelI und mit Kanälen 15 und I6 mit dem Steuerventil In in
Verbindung.
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Obgleich die an ununterbrochen arbeitenden Drehfiltern üblichen Steuerventile
bekannt sind, sei im Interesse einer restlosen Klarstellung die Wirkungsweise der
formveränderlichen Trennleisten in Zusammenarbeit mit dem Ventil erläutert.
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Das Ventil besteht aus einem Sitz II, der sich mit der Hohlwelle3
3 dreht, und ist mit Bohrungen 17, I8 versehen, die mit den Rohren g und Kanähen
16 in Verbindung stehen.
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Der Ventilsitz schleift luft- und flüssigkeitsdicht auf der Oberfläche
des feststehenden Ventilkopfes I2, der in üblicher Weise gelagert ist.
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In dem Ventilteller sind Bohrungen I7 vorgesehen, die in den Raum
19 münden, der innerhalb des Ventilkopfes ausgespart und an die Vakuumpumpe angeschlossen
ist.
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Bei der Darstellung nach Fig. I sind sieben Bohrungen mit den Filterzellen
in Verbindung, die in die Trübe eintauchen und die Zone durchlaufen, in welcher
der Filterkuchen gebildet wird. Wenn die Zellen aus der Trübe herauskommen, gelangen
die Bohrungen 17 in eine Kammer 2I, die einen schlitzförmigen Raum 22 bildet und
durch einen Stutzen 23 mit der Druckluftpumpe in Verbindung steht.
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Auf diese Weise werden die Öffnungen 17 nacheinander mit dem Raum
22 verbunden, so daß die entsprechenden Rohre 8 aufgeblasen werden und dabei den
aus der Trübe auftauchenden Teil der Filterfläche in Zellen unterteilen Hierbei
sind die Bohrungen I8 und I7 während eines Teiles ihres Umlaufs in Verbindung mit
dem Raum 19, der an die Vakuumpumpe angeschlossen ist. Während dieser Zeit steht
also auch der Filtratraum unter Vakuum.
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Die Bohrungen I8 stehen aber nicht nur während des Zeitraums mit
dem Vakuumraum 19 in Verbindung, währenddessen die Bohrungen 17 ebenfalls an den
Vakuumraum im Steuerkopf I9 angeschlossen sind, sondern sie sind, wie das aus den
Fig. I und 3 hervorgeht, während einer wesentlich längeren Zeit an die Vakuumkammer
19 des Steuerventils angeschlossen.
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Tatsächlich also befinden sich die die Kuchenbildungs-, Wasch- und
Trockenzone umfassenden Filterzellen unter Vakuum. Um die Ablösung des Kuchens zu
bewirken, ist eine Rückstoßanordnung vorgesehen. Dazu dient der Teil 24, der mit
einer Aussparung 25 versehen ist, die durch einen Anschlußstutzen 26 mit einer Druckluftquelle
verbunden ist.
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Jedes Filterabteil steht somit während des größeren Teiles des die
Kuchenbildungs-, Wasch- und Trockenzone umfassenden Trommelumfangs unter Vakuum
und unterliegt dann an der Kuchenabnahmestelle der Wirkung des Rückstoßes.
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Während der Zeit der Kuchenbildung sind die Abdichtungselemente zwischen
den Zellen durch Leersaugen der Gummirohre 8 ausgeschaltet, wodurch erreicht wird,
daß die in die Trübe eintauchenden Abteile des Filtertrommelmantels einem einheitlichen
Unterdruck unterliegen, so daß ein überall gleichmäßig dicker Kuchen gebildet wird.
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Beim Filtrieren gewisser Stoffe ist es zweckmäßig, die Arbeitszonen
für Filterkuchenbildung und Auswaschung voneinander zu trennen und verschieden mit
Arbeitsmitteln zu beaufschlagen.
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In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
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Zwischen Trommelmantel 1 und Sieb 5 befinden sich hölzerne Roste
27, die entsprechend den Filterabteilen aus Einzelteilen bestehen.
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Innerhalb der durch dieselben gebildeten dreieckigen Zwischenräume
sind die formveränderlichen Abdichtungselemente 8 angeordnet, die mit der Druck-
und Saugpumpe in Verbindung stehen.
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Die Roste, auf denen die Siebe 5 befestigt sind, bilden für diese
eine völlig gleichmäßige Auflagefläche und unterstützen daher die gleichmäßige Filterkuchenbildung.
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Der Kreislauf der einzelnen Operationen, die zur Bildung einer Pappenbahn
30 gemäß der Erfindung führen, ist in Fig, 1 dargestellt.
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Die Bildung der Pappenbahn-30 findet auf dem in die Papiertrübe eingetauchten
und durch die Pfeillinie 28 kenntlich gemachten Umfangsteil
des
Filters statt, auf dem die Abdichtungselemente 8 außer Wirkung gesetzt sind. Die
nach innen gerichteten Pfeile zeigen die Wege, auf welchen die Flüssigkeit beim
Absaugen abströmt. Auf dem durch die Pfeillinie 29 bezeichneten Teil des Filters
erfolgt das Trocknen der Pappenbahn, auf dem durch die Pfeillinie 3I bezeichneten
Teil ihrer Ablösung.