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Filterpresse.
Die bisher zum Filtern meist üblichen Filterpressen bestehen aus festen Platten, welche an jeder Seite entweder mit gerippten oder gewellten Flächen, oder mit einer grossen Anzahl von vorstehenden kleinen pyramidenartigen, konischen Erhöhungen versehen sind, die der filtrierten Flüssigkeit ermöglichen, durch die von den Erhöhungen gebildeten Kanäle oder zwischen den konischen Erhöhungen der Fläche zu entweichen. Auf diese so ausgebildeten Platten wird ein Filterstoff oder sonstiges Filtermittel gelegt.
Die Platten sind durch Rahmen in einem Gestell (Rahmenpresse) voneinander getrennt, so dass zwischen je zwei unebenen Platten ein Zwischenraum geschaffen wird, oder es werden die Ränder der festen Platten in solcher Weise mit Erhöhungen versehen, dass die Platten, wenn sie zusammengebracht werden, eine Kammer oder einen Zwischenraum sich bilden (Kammerpressen). In diesen Kammern oder Zwischenräumen wird die Lösung, welche feste Schwebstoffe enthält, gepresst. Die auf den beiden Filterstoffen zweier fester Platten gepresste Lösung geht durch die Filterstoffe hindurch und läuft an der Rückseite des Filterstoffes durch die Kanäle der unebenen Flächen ab, um die Presse schliesslich durch Austrittsröhren oder Stutzen unter gewöhnlichem Druck zu verlassen.
Der auf den beiden Filterstoffen ausgeschiedene feste Stoff wird allmählich dicker, bis ein Filterkuchen zwischen den beiden Filtern gebildet ist. Wenn der Kuchen oder die Lösung von genügendem Wert ist, oder die Beimischung der Lösung zu dem Kuchen schädlich oder nicht wünschenswert ist, wird der Kuchen von der Lösung vollständig befreit. Dies wird durch Waschen des Kuchens in der Filterpresse gemacht. Das Waschen erfolgt derart, dass man Wasser unter Druck an der Rückseite eines der Filterstoffe zuführt und durch den Filterstoff, sowie durch den gebildeten Kuchen und durch den zweiten Filterstoff presst, worauf es an der Rückseite des zweiten Filterstoffes abläuft.
Ein wesentlicher Übelstand dieses Verfahrens besteht darin, dass das Wasser an einigen Stellen mehr als an andern Stellen hindurchläuft, da das Wasser Wege und Kanäle bildet und findet, durch welche es unter Druck leichter nach dem zweiten Filter gelangen kann. Um dem in gewissen Masse entgegenzuwirken, wird das Ausflussrohr für das Wasser an der Oberseite angebracht, um das Wasser in jedem Falle zu zwingen, die Räume zwischen den Filterstoffen und den festen Platten des Filters auszufüllen.
Die Nachteile'dieses Systems bestehen hauptsächlich m folgendem :
1. Der Filterstoff wird durch die Lösung gegen die unebenen Platten gepresst und lässt nur den kleineren Teil desselben, der sich über die Kanäle ohne Unterlage oder Stützfläche erstreckt, zum Filtrieren frei. Je grösser der Druck ist, um so mehr wird der Filterstoff in die Kanäle gepresst und um so grösser ist der Teil des Filterstoffes, der an dem Filtriervorgang keinen Anteil nimmt.
Wenn pyramidenartige Vorsprünge anstatt gewellter oder gerippter Flächen benutzt werden, ist der Teil des Filters, der an dem Filtriervorgang durch die Stützpunkte der pyramidenartigen oder konischen Vorsprünge nicht teilnimmt, geringer und beträgt etwa 25 bis 30% der Gesamtfläche. Dieser Vorteil ist aber dadurch mehr oder weniger aufgehoben, dass der Filterstoff durch die kleinen Stützpunkte der pyramidenartigen oder konischen Vorsprünge schneller zerstört wird, wodurch die Anwendung eines festeren und teueren Filterstoffes notwendig wird.
2. Der Filterstoff, der in seinen Filterteilen nicht unterstützt ist, hat den Druck der Lösung auszuhalten, er erstreckt sich daher, zerreisstleicht und hat aus diesem Grunde eine beschränkte Lebensdauer. Dadurch werden die Kosten des Filtriervorganges vergrössert, die Arbeit erschwert und die wirksame und nutzbare Arbeitszeit der Filterpresse verringert.
Wenn ein solcher Filterstoff zerreisst und entzwei geht, so wird das Filtrat von den festen Schwebestoffen durchsetzt. Hat man eine grössere Anzahl von solchen Filterstoffen in einer Filterpresse, so ist es schwierig, ein von den festen Stoffen vollständig freies Filtrat zu erhalten.
Die Filterstoffe haben ferner noch den Nachteil, dass sie nicht der Wirkung von manchen chemischen Lösungen (Säuren, Alkali usw. ) widerstehen.
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dauer, noch lassen sie eine allgemeine Anwendung zu. Eisen kann für eine grosse Anzahl von Anwendungszwecken der chemischen und andern Industrien nicht benutzt werden, da es z. B. Säuren, Chlor, Hypochloriten usw. nicht widerstehen kann. Es oxydiert leicht in feuchter Luft und beeinträchtigt die filtrierte Lösung. Holz widersteht weder Säuren noch Alkalien und einer grösseren Anzahl von andern Chemikalien, noch hat es genügende mechanische Widerstandsfähigkeit. Aus diesem Grunde machen die Kosten zur Betriebhaltung von hölzernen Filterpressen und die häufigen Arbeitsunterbrechungen den Betrieb verhältnismässig kostspielig und verlustreich.
Ausser Filterpressen werden in der Industrie noch rotierende Zellenvakuumfilter benutzt.
Diese Apparate sind aus Eisen und in der Bauart sehr kompliziert und teuer, während die Filterflächen
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in keinem Verhältnis zu dem Gewicht und zu den Kosten einer solchen Apparates stehen. Ein Apparat mit allem Zubehör von nur 20 m2 Filterfläche wiegt ungefähr 22 t. Da die Apparate aus Eisen bestehen,
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zum Filtrieren benutzt werden kann, der immer geringer als 1 Atm. ist. Die rotierenden Zellemakuum- filter können daher nur dort Anwendung finden, wo ein genügender Überdruck zum Filtrieren ausreicht.
Durch die vorliegende Erfindung werden die erwähnten Nachteile der bisherigen Systeme vermieden und ihre Vorteile beibehalten, und es wird eine wirksamere Filtermethode und Behandlung der abgeschiedenen Kuchen geschaffen.
Im folgenden werden die wesentlichen Merkmale der neuen Filterpresse angegeben :
1. An Stelle von festen Platten mit gerippten oder gewellten Flächen an jeder Seite oder mit konischen oder pyramidenartigen Vorsprüngen aufweisenden Flächen, wird eine Doppelfilterplatte benutzt, die aus einzelnen Platten mit unabhängigen Rahmen oder Rändern und mit einen Zwischenraum für das Filtrat versehen sind. Die Filterplatten werden entweder als Filter ohne Anwendung von Filtermitteln, wie Gewebe benutzt, oder es werden nur sehr billige Filtermittel, wie z. B. billiges Filterpapier oder dünne Filter in Verbindung mit den Filterplatten angewandt und von letzteren auf ihrer ganzen Fläche unterstützt, so dass sie keinem Druck zu widerstehen haben.
2. Das Prinzip des Druckfilters wird mit dem Prinzip des bisher üblichen rotierenden Vakuumfilters kombiniert. Die Filterpresse kann zu dem einen oder gleichzeitig zu beiden Zwecken benutzt werden, wobei die Lösung entweder durch Druck, wie in den gewöhnlichen Filterpressen, durch das Filtermittel hindurchgefiltert wird, während der äussere Druck zwischen den Filterplatten 1 Atm. bleibt, oder es wird die Filtration durch Erzeugung eines Vakuums zwischen den beiden Filterplatten bewirkt und die Zufuhr der Lösung zu dem Filter in derselben Weise bewerkstelligt, wie das in den bisher üblichen Filterpressen gemacht wird, wobei gleichzeitig ein Vakuum zwischen den Filterplatten erzeugt wird. Der Raum zwischen den beiden, den Doppelfilter bildenden Filterplatten, wird mit Röhren versehen, die entweder zur Erzeugung eines Vakuums oder eines Luftdruckes benutzt werden.
Diese Röhren können auch für den Umlauf von heisser oder kalter Luft benutzt werden, um die Filtriertemperatur selbst zu regeln.
3. Die unter 1. und 2. angegebenen Merkmale ermöglichen ein äusserst erfolgreiches und wirksames Waschen des Kuchens durch seine ganze Masse hindurch.
4. Das Vakuum zwischen den beiden Filtern ermöglicht es, den Kuchen trockener zu machen und ihn durch Anwendung eines geringen Luftdruckes in dem Raum zwischen beiden Filterplatten zu entfernen, wodurch die Arbeit reinlicher und ökonomischer wird.
5. Bei Benutzung von Filterpapier in Verbindung mit Filterplatten bleiben die letzteren reiner und erfordern kein Waschen ; das Filterpapier wird zusammen mit dem Kuchen entfernt, was praktisch keine Kosten erfordert, das Waschen der Filterplatten ausgenommen nur von Zeit zu Zeit unnötig macht und das Arbeiten der Filterpresse ökonomischer gestaltet.
6. Die ganze Fläche der Filterplatten bzw. der mit einem billigen Filtermittel im oberen Teil derselben versehenen Filterplatten nimmt an der Filtration teil.
7. Die Doppelfilterplatten und ebenso die in Verbindung mit ihnen benutzten Rahmen können aus Eisen gemacht werden, das mit Ebonit oder anderem geeignetem Material bekleidet ist, soweit die nichtporösen Teile der Filterplatten in Frage kommen, während die Filterflächen aus porösem Ebonit oder anderm geeignetem Material gemacht werden können, wobei Rahmen, Gitter und poröse Filter ein Stück bilden. Die Filterpresse kann in dieser Weise konstruktiv in idealer Weise ausgeführt werden, um die für die Filtration erforderliche Festigkeit mit einer für die verschiedenen Zwecke der chemischen und andern Industrien erforderliche chemische Widerstandsfähigkeit zu kombinieren und um alle Operationen mit der Filterpresse technisch rationell durchführen zu können. Wenn die Filterplatten z.
B. aus Ebonit von geeigneter Zusammensetzung bestehen und in geeigneter Weise vulkanisiert sind, so widerstehen sie vollkommen Säuren, Alkalien und vielen anderen chemischen Stoffen, so dass für diese Art Filterpressen ein sehr grosser Anwendungsbereich besteht.
8. Die unter 7. angegebenen Merkmale führen zu einer Anzahl von andern wichtigen Vorteilen.
Die Ebonitfilterplatten können von Zeit zu Zeit mit Säuren usw. gewaschen werden, um die Unreinlichkeiten zu entfernen, die sich im Laufe der Zeit in den Poren festsetzen, worauf die Filterplatten erneut zum Filtrieren benutzt werden können.
9. Die Benutzung von Doppelfilterplatten mit Zwischenraum ermöglicht die Hindurchführung eines Stromes von Wasser oder von die erforderlichen Chemikalien enthaltendem Wasser in entgegengesetzter Richtung, wodurch dieselben von Unreinlichkeiten befreit werden und ihre Filtrierung verbessert wird.
10. Wenn in Verbindung mit den porösen Ebonitfiltern Filterstoffe angewandt weiden, können letztere in der Presse selbst gewaschen tzw. gereinigt werden.'
11. Wenn Ebonitfilter in den Filterplatten benutzt werden, können diese von jeder Porosität
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Anforderungen und Eigenschaften der Lösung und der abzuscheidenden Sehwebestoffe angepasst werden, wodurch der Filtriervorgang schneller und wirksamer wird. Wenn man die Filtergeschwindigkeit durch die Ebonitfilter sehr gross macht, und in Verbindung damit einen dünnen Filter mit sehr feinen Poren benutzt, der durch sein Anlegen an dem porösen Ebonitfilter keinem Druck zu widerstehen hat, so kann eine gute Trennung der festen Stoffe von dem Filtrat ohne Gefahr für das Filtrat und für die die Presse zusammen verlassenden festen Stoffe bewirkt werden.
Anderseits können die Filterplatten mit Bariumsulphat, mit kolloidalen Stoffen usw. behandelt werden, um sie zum Filtern von Lösungen geeignet zu machen, die Schwebstoffe enthalten, welche für das Filtration feine Kapillare erfordern, oder um die Durchfluss-oderPerkulationsgeschwindigkeit der Lösung durch das Diaphragma zu verringern.
12. Die Filterpresse ermöglicht es, eine Menge von festen Stoffen, die den Kuchen nach der Filtration bilden, durch besondere Lösungsmittel in ihre Bestandteile zu zerlegen, wo eine solche Trennungsmethode chemisch möglich ist.
13. Die Filterplatten sind gewöhnlich leichter als die Eisenplatten und ermöglichen daher eine leichtere Handhabung. Die Filterpresse ist von solcher Bauart, dass sie eine leichte Zugängliehkeit zu allen Teilen derselben gestattet.
14. Die Filterplatten werden in Formen hergestellt, wodurch eine genauere und schnellere Herstellung als bei den bisher üblichen Eisenplatten ermöglicht wird, die eine grosse Menge kostspieliger Maschinenarbeit erfordern.
15. Alle die obigen Operationen lassen sich mit Sicherheit und in praktisch rationeller Weise durchführen, weil alle Teile des Filters ein Stück bilden, keine Abdichtungen benötigen und jeder'leil die mechanische Festigkeit besitzt, wie es für das rationelle Arbeiten erforderlich ist.
Nachdem die wesentlichen Merkmale und Vorteile der neuen Filterpressentype gemäss vorliegender Erfindung aufgezählt worden sind, werden im nachfolgenden an Hand der in beifolgenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele die neuen Prinzipien und Verfahren zur Herstellung und zur Benutzung der Filterpresse beschrieben. Die Erfindung ist weder auf die dargestellten Ausführungbeispiele noch auf die Verwendung irgendeines besonderen Materials beschränkt, obgleich die Ebonitfilterpressen als die besten betrachtet werden.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der nessen Filterpresse aus Eisen oder anderm geeignetem Material. Sie besteht aus gelochten Eisenplatten,'von denen je zwei eine Doppelplatte mit einem Zwischenraum a bilden. Die Platten sind an den beiden Seiten als getiefte Platten ausgebildet. Zwei solche Doppelplatten bilden, wenn sie zusammengebracht werden, die Einlasskammer b für die die festen Schwebstoffe enthaltende Lösung. Die Löcher in den Eisenplatten können von beliebiger Form sein, zweckmässig sind sie von pyramidenartiger koniseher Form mit einem grösseren Durchmesser an den den Raum b begrenzenden Flächen der Platten, um eine grössere Filtrationsfläche zu geben.
Auf diesen gelochten Eisenplatten ist aus Metall oder anderm geeignetem Material hergestelltes Gewebe oder Geflecht in passender Weise befestigt, das durch die dicken Linien e angegeben ist. Über das Metallgewebe ist der Filterstoff gehängt, und an der Zufuhröffnung c mittels einer gemeinsamen Schraube befestigt.
Die Lösung tritt durch das zentrale Zuführungsrohr und durch die Öffnungen c in die Kammer b ein und wird unter irgendeinem gewünschten Druck durch Filter, Metallgewebe und gelochte Eisenplatten in die Räume a zwischen je zwei gelochten Eisenplatten gepresst, aus denen sie unter gewöhnlichem Druck oder Vakuum, die in den Räumen a durch besondere, später beschriebene Anordnungen erzeugt werden, abgeführt wird.
Nachdem sich der Kuchen gebildet hat, wird er durch Eintritt von Wasser unter Druck in die abwechselnden Räume a der Doppelplatten, die mit Einlasskanälen versehen sind, gewaschen, wobei das Wasser durch die beiden gelochtenEisenplatten, durch das Gewebe und durch das darauf befindliche Filtertueh, durch den Kuchen und alsdann durch die Filtertücher, ferner durch das Gewebe und durch die beiden benachbarten gelochten Platten läuft, um schliesslich durch die beiden Räume a der beiden benachbarten gelochten Platten, die mit Auslasskanälen versehen sind, abzulaufen.
Die gelochten Eisenplatten können mit Ebonit bedeckt werden, wodurch sie gegen Säuren und andere Chemikalien widerstandsfähig werden, während das das benutzte Gewebe aus solchem Metall bestehen kann, das dem gegebenen Filtrat am besten widersteht.
Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführung der Fig. 1. An Stelle vertiefter Platten werden doppelte gelochte Eisenplatten mit dazwischen angeordneten Rahmen benutzt ; eine zentrale Zufuhr ist hier nicht notwendig.
Fig. 3 zeigt eine Filterpresse, bei welcher die gelochten Eisenplatten innerhalb der Rahmen samt Metallgewebe durch poröse Ebonitfilter ersetzt sind. Die baulichen Einzelheiten sind hier nicht dargestellt.
Die Eisenrahmen der Platten sind mit Ebonit bedeckt. Die Doppelplatten sind als vertiefte Platten mit zentraler Zufuhr ausgebildet. Die gemeinsamen Schraubensind aus mitEbonit bedecktemEisen hergestellt
Fig. 4 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Fig. 3, bei welcher die Platten mit dem porösen Ebonitfilter einen getrennten Zwisehenrahmen f haben und die Doppelplatten durch einen Rahmen g getrennt sind, wodurch die oben erwähnten Räume a und b gebildet werden.
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Fig. 5 zeigt die bauliche Ausführung einer solchen porösen Filterplatte.
Fig. 6 zeigt einen gegossenen Eisenrahmen, in welchem eine grosse Anzahl von senkrechten
Stahlstreifen a+ befestigt sind. Fig. 6a und 6b sind Querschnitte nach den Linien A-A und B-B der Fig. 6. Der Rahmen und die Rippen sind mit Ebonit bedeckt, wie in Fig. 5, 5a und 5c dargestellt ist, Fig. 5 und 5b zeigen die waagrechten Verbindungsstüeke b+, die aus festem Ebonit gemacht sind.
Fig. 5a ist ein Querschnitt durch eine der Platten nach der Linie A-A der Fig. 5 und zeigt, wie der Rahmen und die senkrechten Stahlstreifen in letzterem mit Ebonit bekleidet sind.
Fig. 5b ist ein Querschnitt durch dieselbe Platte nach der Linie B-B der Fig. 5 und zeigt den mit Ebonit bekleideten Rahmen, die festen waagrechten Streifen b+ aus massivem Ebonit und die Form der senkrechten, mit Ebonit bekleideten Stahl-oder Eisenstreifen. Es ist zu ersehen, dass diese letzteren aus dem porösen Ebonitfilter vorstehen, jedoch zwischen den untersten und obersten waagrechten Ebonit- streifen b+ und dem untersten und obersten Rand des Rahmens abgeschnitten sind und aus dem Ebonit- filter nicht mehr hervorstehen. Das hat den Zweck, damit die Lösung, die während des Filtrations- vorganges zwischen den senkrechten Streifen a+ an dem Diaphragma herabläuft, gesammelt wird und am Boden der porösen Doppelplatte in den Raum a läuft, während beim Waschen des Kuchens dadurch das Wasser durch und zwischen allen senkrechten Streifen a+ hindurchlaufen kann.
In ähnlicher Weise sind die senkrechten Streifen am oberen Ende der Filterplatten zwischen den oberen waagrechten Streifen aus festem Ebonit und dem oberen Rand des Rahmens geformt und verengt, damit das Wasser, wenn es von unten nach oben gepresst wird, am oberen Ende zwischen alle senkrechten
Streifen nach dem Austrittskanal laufen kann.
Fig. 5c ist ein Querschnitt nach der Linie C-C der Fig. 5, wobei zwei solcher Filterplatten eine Doppelfilterplatte bilden. Der poröse Ebonitfilter ist im Querschnitt durch Punkte ausgefüllt und bildet mit dem die senkrechten Metallstreifen a+ bekleideten Ebonit, ferner mit dem den Rahmen bekleidenden Ebonit und mit den waagrechten massiven Ebonitstreifen b+ ein Stück. Der Ebonitüberzug der senkrechten Metallstreifen a+ und die aus reinem Ebonit hergestellten waagrechten Streifen b+ sind so geformt, dass sie einen Doppelkonus bilden, so dass der poröse Ebonitfilter eine grössere Berührung- fläche mit dem festen Ebonit hat und eine bessere Unterstützung findet, wenn die Lösung in die Kammer a der Fig. 1 gepresst wird.
Die senkrechten, mit Ebonit bekleideten Metallstreifen a+ stehen aus dem porösen Ebonitfilter hervor, so dass bei Verbindung von zwei solchen Filterplatten gemäss Fig. 5c die gegenüberliegenden
Filterplatten auf den mit Ebonit bekleideten Metallstreifen ruhen und von ihnen unterstützt werden.
Anderseits stehen die waagrechten, aus massivem Ebonit bestehenden Streifen nicht oder nur teilweise aus dem porösen Ebonitfilter vor, damit die durch den ganzen Ebonitfilter in den Raum a gepresste Lösung frei herunterlaufen kann.
Wenn die waagrechten Streifen auch aus Metall gemacht werden, so muss das ganze Metallgitter aus einem Stück in Stahl, Eisen oder anderm geeignetem Material gegossen und dann mit Ebonit bekleidet werden.
Fig. 5 zeigt die Anordnung der Ein-und Auslassröhren für die die Schwebstoffe enthaltende Lösung und für das Filtrat, sowie die Ein-und Auslassröhren für zum Waschen des Filterkuchens dienende Wasser, die alle an derselben Platte angeordnet sind. Diese Rohre werden in Wirklichkeit in der Platte oben und unten höher und tiefer gesetzt, damit das gesamte Filtrat abliessen kann und damit das Waschwasser den gesamten Raum innerhalb der Doppelplatte ausfüllen kann.
Fig. 5c zeigt den Auslass k für das Filtrat, das durch die beiden Ebonitfilter in den Raum a gelangt.
Fig. 5f zeigt eine Abänderung der Fig. 5c insofern, als die senkrechten Metallstreifen der beiden Filter nicht versetzt angeordnet sind, um die Filter der gegenüberliegenden Platten an den waagrechten Ebonitstreifen des Gitters abzustützen, sondern es stossen hier die senkrechten Metallstreifen gegeneinander, so dass Metall auf Metall drückt.
Fig. 5g zeigt eine andere Ausführung der Fig. 5t oder 5c, bei welcher die beiden Platten, welche die porösen Ebonitfilter aufnehmen, durch einen Rahmen m von passender Dicke voneinander getrennt sind.
Fig. 5d ist ein Querschnitt nach der Linie D-D im oberen Teil der Fig. 5 und zeigt die Anordnung der beiden Platten mit den porösen Ebonitfiltern, wobei in dem abgesetzten oder vertieften Teil des Rahmens ein Hahn I angeordnet ist. Zwei solcher Filter bilden einen Doppelfilter, der somit zwei Hähne I hat, von denen der eine das Entweichen der Luft gestattet, wenn der Raum a mit Wasser gefüllt wird, oder zur Erzeugung eines Vakuums dient, wenn der Filterkuchen getrocknet wird, während der andere dazu dient, die Luft in dem Raum a unter Druck zu setzen, wenn der Filterkuchen von den Ebonitfiltern entfernt wird.
Anstatt den Auslass für das Filtrat, wie in Fig. 35e und den Lufthahn 1 wie in Fig. 5d anzuordnen, können der Auslass für das Filtrat und die Lufthähne 1 in den Trennungrahmen m der Fig. 5g angeordnet werden, wenn ein solcher Rahmen zwischen den beiden Filterplatten benutzt wird.
Fig. 5, 5c, 5t und 5g zeigen die beiden Platten, welche die porösen Ebonitfilter aufnehmen und den Doppelfilter bilden, in unabhängiger Anordnung voneinander. Die beiden porösen Ebonitfilter
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bilden einen Doppelfilter mit einem Zwischenraum erst nach Schliessen der Presse. Der Doppelfilter wird rings um den Filterrahmen und um die kurzen Flüssigkeitsumlaufröhren durch Gummidichtungen n (Fig. 5c) flüssigkeitsdicht gemacht.
Diese Anordnung ermöglicht eine freie Zugänglichkeit zu dem Raum a, so dass alle notwendigen Vorsichtsmassregeln getroffen werden können, um die Filter, wenn erforderlich, nachzusehen und notwendigenfalls zu reinigen.
Die beiden Filterplatten, welche die porösen Ebonitfilter als mit ihnen zusammenhängende Bestandteile enthalten, können auch zur Bildung eines Doppelfilters mittels Bolzen o und Muttern miteinander verbunden werden (Fig. 5e).
Die in Fig. 5e, 5f oder 5g dargestellten Doppelfilter sind durch Rahmen voneinander getrennt, wie ein solcher in Fig. 7 angegeben ist. Diese Rahmen sind an ihrem oberen Teil mit dem Hahn pl versehen, durch welchen Luft entweichen kann. Sie können ferner mit senkrechten Metallstreifen p versehen sein, die mit Ebonit bekleidet sind, um die Rahmen der Ebonitfilter zu stützen oder zu tragen, wenn ein Waschen des Filterkuchens unter grossem Druck notwendig ist. Die Streifen p stossen zweckmässig gegen die senkrechten Metallstreifen a+ der Filterplatten. Die senkrechten Streifen p sind in der Mitte, oben und unten mit einer Anzahl von Schlitzen v versehen, um den freien Durchtritt der Lösung in den ganzen Raum b zwischen den beiden doppelten porösen Ebonitfiltern zu sichern.
Diese Schlitze v sind in Fig. 7 a, die ein Schnitt nach der Linie A-A der Fig. 7 ist, und in Fig. 7b ersichtlich Der Metallrahmen und die senkrechten Stahlstreifen sind auch mit Ebonit bekleidet. An den Trennungsrahmen der Fig. 7 sind, ähnlich wie in Fig. 5, die kurzen Ein-und Auslassröhren angeordnet. Der Eintritt für die die Schwebstoffe enthaltende Lösung in die Kammer b erfolgt durch einen Schlitz s im Rahmen, der das Einlassrohr mit dem Raum b im Rahmen verbindet.
Der Rahmen gemäss Fig. 7 kann von irgendeiner Stärke entsprechend der Natur und der Dicke des zu erzeugenden Filterkuchens gewählt werden.
Für das Filtrat ist in den Raum b zwischen den beiden Doppelfilterplatten kein Auslassrohr angeordnet, der Auslass für das Filtrat ist im Raum a zwischen den beiden Filtern angebracht.
Die Ein-und Auslasskanäle für das zum Waschen des Filterkuchens dienende Wasser sind ebenso wie der Ein-und Auslass für die zur Erzeugung eines Vakuums oder eines vergrösserten Druckes zwischen den Filterplatten für die verschiedenen erwähnten Zwecke dienende Luft, in Verbindung mit dem Raum a zwischen den, einen Doppelfilter bildenden Filterplatten angeordnet.
Fig. 8,9 und 10 zeigen die Arbeit der in Frage kommenden Filterpressen während des Filtriervorganges. Fig. 8 stellt eine Rahmenpresse, Fig. 9 und 10 stellen Kammerpressen dar. In Fig. 9 sind beide Filterplatten mit ihren Rahmen von gleicher Form. Der Raum b ist durch gleiche Vertiefungen oder Erhöhungen der Rahmen beider Filterplatten in gleiche Teile unterteilt. Die Lösung tritt durch die in dem überstehenden Teil eines der Rahmen angebrachten Kanäle r in die Räume b ein. In Fig. 10 sind die beiden Filterplatten von verschiedener Form und mit verschiedene Vertiefungen aufweisenden Rahmen versehen, von denen ein Rahmen eine stärkere Vertiefung aufweist, wodurch eine leichtere Anordnung der Einlasskanäle ermöglicht wird.
Die Lösung tritt durch die Kanäle r in die Kammern b ein (Fig. 8,9 und 10) und fliesst, wie durch Pfeile angegeben ist, rechts und links durch die beiden Ebonitfilter. Das Filtrat läuft an der andern Seite der Ebonitfilter in die Kammern a ab, während die festen Schwebstoffe auf den beiden Filterplatten der Kammer b abgeschieden werden. Die Art der Verbindung der kurzen, kreisförmigen Röhren, die in den Filterplatten und in den Trennungsrahmen angeordnet sind, um eine gemeinsame Röhre zur Führung der Lösung zu bilden, ist in Fig. 8,9 und 10 dargestellt. Die kurzen Gummiröhren von besonderer Zusammensetzung werden in die kurzen, kreisförmigen Röhren der Trennungsrahmen oder Filterplatten eingesetzt.
Die kreisförmigen Röhren innerhalb der Rahmen-und Filterplatten sind von verschiedenem Durchmesser, so dass die vorstehenden kreisförmigen Rippen der Gummiröhren durch die Lösung gegen die festen Flächen der benachbarten Teile gepresst werden und eine dichte Verbindung erzielt wird.
Zu diesem Zwecke werden die kurzen Gununiröhren aus einer Doppellage hergestellt, die verschiedene Eigenschaften hat. Die mit dem Ebonit der Röhren in Berührung kommende Lage wird aus weichem, biegsamem Gummi von guten Eigenschaften gemacht, damit eine dichte Verbindung unter Druck erzielt wird. Im Gegensatz hiezu wird die Lage, welche mit der Lösung in Berührung kommt und widerstandsfähig gegen Chemikalien sein muss, aus einer lederähnlichen, halb vulkanisierten Ebonitmischung, die aus 55% Para, 10% Graphit und 35% Schwefel besteht Dieser lederähnliche Stoff widersteht erheblich besser der Wirkung der in der Lösung befindlichen Chemikalien als gewöhnliches Gummi und erlaubt gleichzeitig, einen genügenden Druck auf die darunter befindliche weiche, biegsame Gummilage auszuüben.
In Fig. 5c zeigen n, n andere Anordnungen zur Herstellung der kurzen Röhren in den Rahmen und Filterplatten zur Verbindung und Herstellung eines ununterbrochenen Rohres.
Fig. 11 und 12 zeigen, wie der Filterkuchen nach seiner Bildung gewaschen wird.
Fig. 11 stellt eine Rahmenpresse und Fig. 12 eine Kammerpresse dar.
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Zwischen einem Hauptrohr 1 und dem ersten, dritten und fünften Raum a innerhalb der Doppelfilterplatten sind Verbindungskanäle m', m3, m5 angeordnet, während ein anderes Hauptrohr II durch
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Das zum Waschen des Filterkuchens dienende Wasser wird in die abwechselnden Räume a durch die abwechselnden Kanäle einer der Hauptröhren gepresst, dringt durch die Kuchen hindurch, fliesst durch die abwechselnden Räume a1 und durch das zweite Hauptrohr ab, wie durch Pfeile angegeben ist.
Das Waschwasser wird in die abwechselnden Räume a durch m\ m3, m5 durch die ganze Fläche der die Doppelfilter bildenden Filter hindurchgepresst ; es tritt rechts und links durch die Kuchen von derselben Dicke hindurch, bis es rechts und links die porösen Ebonitfilter der abwechselnden Räume a erreicht, worauf es durch m2, m4, m6 von der ganzen Fläche der Filter in den Räumen a der Doppelfilter abläuft.
Zu diesem Zwecke müssen die die Einlässe m1, m3, m5 aufweisenden abwechselnden Räumeavollmit Wassergehalten werden, wasdadurehleichterreiehtwird, dass man die Luft durch die Lufthähne am oberen Teil entweichen lässt und dann dieselben schliesst und dass man das Wasser unter irgend-
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aufweisenden abwechselnden Räume a praktisch leer und stehen unter atmosphärischem Druck oder werden unter Vakuum gehalten, um das Waschen des Kuchens zu unterstützen. Nachdem der Kuchen gewaschen ist, lässt man das Wasser aus den die Einlässe m1, m3, m5 aufweisenden Räumen a ablaufen, und es werden alle Kammern a unter Vakuum gesetzt, wie das später noch dargestellt und beschrieben wird.
Dadurch wird das Wasser von den mit den Filtern in Berührung stehenden Lagen abgesaugt, wodurch der Kuchen getrocknet und von den Ebonitflächen leichter entfernbar gemacht wird.
Wenn die Filterpresse leicht geöffnet und Luft in die Räume a gepresst wird, wird der Filterkuchen von den Ebonitflächen abgedrückt und kann leicht entfernt werden, besonders wenn zwischen den beiden Doppelfiltern Trennungsrahmen benutzt werden.
Die Presse wird entweder aus Ebonit oder aus mit Ebonit bekleidetem Metall gemacht. Die Ebonitmasse oder Ebonitumhüllung widersteht der Wirkung von Säuren, Alkalien und andern Chemikalien, wodurch die Anwendung der Pressen in bedeutendem Umfange in der chemischen, elektrischen, Erz-, Gruben und Bergwerksindustrie ermöglicht wird.
Die Presse kann nicht nur zur Trennung von festen Stoffen aus Flüssigkeiten, wie bei der gewöhnlichen Filtration benutzt werden, sondern es kann auch eine Mischung von festen Schwebestoffen filtriert und dann in der Presse durch Benutzung von entsprechenden Lösungsmitteln voneinander getrennt (und gewaschen) werden, wenn eine solche Trennung chemisch möglich und wünschenswert ist.
Nachdem der Filterkuchen entfernt worden ist, wird die Filterpresse geschlossen und es werden die porösen Ebonitfilter der Presse gewaschen und von den festen Verunreinigungen befreit, indem man einen Wasserstrom in die Räume a zwischen den beiden Filtern des Doppelfilters und durch die Filter in die Räume b zwischen den Doppelfiltern, d. h. in der umgekehrten Richtung, wie sie zur Filtration benutzt wurde, hindurchlaufen lässt.
Auf diese Weise werden die Filter reingehalten und die Geschwindigkeit der aufeinanderfolgenden Filtrationen aufrechterhalten.
In vielen Fällen kann es vorteilhaft sein, einen billigen Filtrierstoff, Kattun, Papier usw. in Verbindung mit den porösen Ebonitfiltern zu benutzen, um letztere gegen Verunreinigungen zu schützen. Das Filterpapier oder der sonstige billige Filterstoff braucht nicht irgendeinem Druck zu widerstehen, da er in seiner ganzen Ausdehnung durch die porösen Ebonitfilter getragen wird, was vollständig unterschiedlich von den bisher üblichen Pressen ist, bei welchen die Lösung durch die Filter nur da hindurchgepresst wird, wo letztere nicht getragen werden. Das Filterpapier od. dgl. wird dann mit dem Filterkuchen entfernt. Auf diese Weise wird eine erheblich längere Benutzung der Presse ohne Waschen der porösen Ebonitfilter möglich gemacht.
Wenn Filterstoffe mit den porösen Ebonitfiltern benutzt werden, so können sie in der Presse selbst in gleicher Weise gewaschen werden, wie das oben für das Waschen der Ebonitfilter beschrieben wurde. Sie haben eine viel längere Lebensdauer, da sie auf ihrer ganzen Fläche getragen werden.
Die Filterstoffe, Filterpapier oder andere Filtermittel können gewünschtenfalls an vorstehenden Stiften a2 (Fig. 5) befestigt werden, die am Filterrahmen in der Gummipackung angeordnet worden sind. In diesem Falle sind in dem Trennungsrahmen entsprechende Aussparungen a3 angebracht (Fig. 7).
Fig. 13 zeigt eine Filterpresse, bei welcher alle Röhren für die die festen Schwebstoffe enthaltende Lösung für das Filtrat, für das Waschwasser und für die Luftein-oder-ausfuhr innerhalb des Rahmens angeordnet sind. Fig. 14 stellt eine abgeänderte Ausführung der Filterpresse nach Fig. 13 dar. bei welcher die Ein-und Auslassröhren ausserhalb des Rahmens angeordnet sind.
Fig. 15 ist eine andere Ausführungsform der Fig. 5. Der äussere Rahmen ist aus Metall gemacht, der mit Ebonit umkleidet ist. Der Filter in dem äusseren Rahmen ist so ausgebildet, dass er aus einem Rost oder Gitter besteht, der aus einer Anzahl doppelkonischer Ebonitringe zusammengesetzt ist, die miteinander und ebenso mit dem den äusseren Rahmen umkleidenden Ebonit verbunden sind. Die einzelnen, aus porösem Ebonit bestehenden Filter füllen die kreisförmigen Öffnungen aus, die ein Stück mit den Ebonitringen bilden, wodurch sie an den doppelkonischen Ringen Unterstützung finden, wenn
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der Druck auf die Filter von der einen nach der andern Seite ausgeübt wird.
Diese Ringe sind ferner durch Ebonitstangen x, vorzugsweise von kreisförmigem Querschnitt, verbunden, die zwischen den
Ebonitringen und dem äusseren Rahmen angeordnet sind und in der Richtung des inneren Raumes a der Doppelfilter vorstehen. Die vorstehenden Teile sind von solcher Länge, dass sie zusammenstossen, wenn zwei Filter zusammengebracht werden, um Doppelfilter zu bilden, wie in Fig. 15a dargestellt ist, welche die vorstehenden Teile in dem Raum a, jedoch nicht die Stangen innerhalb der beiden Filter zeigt. Auf diese Weise werden die beiden Filterplatten an einer grossen Anzahl von kleinen Flächen gestützt, wenn sie unter dem Druck der zu filtrierenden Lösung sind, wodurch sie an einem Verbiegen verhindert werden.
Die Form der vorspringenden Teile ermöglicht es gleichzeitig, das Filtrat frei in die Kammer des Doppelfilter in jeder gewünschten Richtung nach dem oder den Auslassröhren-zu führen.
Die freien Räume zwischen den kreisförmigen Ebonitringen, welche die kreisförmigen Filter und die vorstehenden Ebonitstangen x und y oder die innere Seite des äusseren Rahmens stützen, werden mit festem Ebonit ausgefüllt. Am oberen Ende aller kreisförmigen Filter ist eine Lage von porösem Ebonit vorgesehen, welche die ganze. Fläche innerhalb des äusseren Rahmens an der Seite des Filters bedeckt, welche die die Sehwebestoffe enthaltende und zu filtrierende Lösung empfängt.
Anstatt in'dem äusseren Rahmen ein aus einer Anzahl von doppelkonischen Ebonitringen bestehendes Gitter zu haben, kann das Gitter aus einer Anzahl doppelkonischer Eisenringe gemacht werden, die sowohl untereinander als auch mit dem Eisen des äusseren Rahmens verbunden und mit Ebonit bekleidet sind. Die kreisförmigen Ebonitvorsprünge x zwischen dem Ebonitüberzug der kreisförmigen Eisenringe können wie zuvor angeordnet werden, während die Räume zwischen den
Ebonitvorsprüngen x und den kreisförmigen Filtern mit festem Ebonit ausgefüllt werden. Die Räume zwischen den Eisenringen können auch aus einer Eisenplatte bestehen, die mit Ebonit überzogen und mit Vorsprüngen x versehen ist.
Fig. 15a zeigt, wie die Vorsprünge x der beiden Filterplatten in dem durch zwei Filter gebildeten
Raum zusammenstossen. Sie stellt einen Querschnitt von Fig. 15 dar und es sind die vorstehenden Ebonitstangen x, welche mit den kreisförmigen Ringen verbunden sind, nur so weit, dass sie in dem inneren
Raum a gesehen werden können, als Ausführungsbeispiel für die in dem Raum a zusammenstossenden Vorsprünge x dargestellt. Die Punktierung bedeutet poröses Ebonit und die schraffierten Doppelkonusse in dem porösen Teil geben die doppelkonischen Ringe in dem sie tragenden porösen Ebonit an.
An den beiden Seiten der zwei Filterplatten oben und unten, die gegen die Räume b zwischen den Doppelfiltern gerichtet sind, in welche die zu filtrierende Lösung eintritt, bedeckt eine Lage von porösem Ebonit den ganzen Filter, so dass die zu filtrierende Lösung durch die ganze Fläche des Filters hindurchgehen kann.
Fig. 16 zeigt eine andere Abänderung der Fig. 13 und stellt eine kreisförmige an Stelle einer quadratischen Filterplatte dar.
Fig. 17 ist eine weitere Abänderung der Fig. 14, wobei die Filterplatte gleichfalls kreisförmig ist.
Fig. 18 zeigt einen Trennungsrahmen, der zwischen zwei zusammengebauten Doppelfiltern gemäss Fig. 17 benutzt wird.
Fig. 19 zeigt die allgemeine Anordnung zur Erzeugung eines Vakuums in den Räumen a innerhalb der Doppelfilter, wenn die Filterpresse als Vakuumfilter oder mit Druck in den Räumen b und Vakuum in den Räumen a benutzt wird. a4 ist der obere Vorratsbehälter, der die Lösung mit den festen Schwebstoffen aufnimmt. Letztere wird in dem Behälter a4 dauernd gerührt, um zu verhindern, dass sich die festen Stoffe absetzen. b4 ist ein ähnlicher Behälter, der am Boden angeordnet und gleichfalls mit einem Rührwerk versehen ist.
Die Lösung läuft zu der Filterpresse und nach dem unteren Kessel b4 durch die Röhre e4. Die Menge der Lösung, die durch die Presse und nach dem unteren Kessel läuft, wird durch die Hähne g4 und h4 entsprechend der Lösungsmenge geregelt, die in der Zeiteinheit durch die Presse laufen kann und die um so mehr verringert wird, je stärker der gebildete Filterkuchen wird. Der untere Kessel b4 ist mit der Pumpe c4 und durch ein Rohr d4 mit dem unteren Kessel a4 verbunden. Letzterer ist mit einem Überlaufrohr t4 versehen, durch das der Überschuss an Lösung im Kessel a4 in den Kessel b4 überlaufen kann, so dass die Höhe der Lösung im Kessel a4 durch das Überlaufrohr t4 konstant gehalten wird.
Auf diese Weise wird ein konstanter Umlauf der Lösung zwischen den Kesseln a4 und b4 aufrecht erhalten, der unabhängig von der Lösungsmenge ist, die durch die Filterpresse hindurchlaufen kann. Der untere Kessel d4 wird mit frischer Lösung mit Schwebstoffen gespeist, soweit das für die Filterpresse erforderlich
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der über einer Atmosphäre liegt.
Das Filtrat läuft aus den Kammern a innerhalb der Doppelfilter in das Hauptrohr i4 und durch den Hahn j4 in den Vakuumkessel 14 ab. Um das leichte Ablaufen des Filtrats aus der Filterpresse zu ermöglichen, wird der Luftdruck auf die Kammern a in gleicher Weise, wie der Druck auf das Auslassrohr i4 gehalten. Zu diesem Zwecke sind die Gashähne n4 am oberen Teil der Kammer a durch die
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durch das Rohr p4 mit der-Kammer verbunden sind, die etwa 10% m entsprechend dem Druck von einer Atmosphäre über dem unteren Kessel b4 liegt.
Jede nach dem Kessel 1. 4 gelangende Lösung läuft
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durch das Rohr u4 ab, sobald die Höhe der Flüssigkeitssäule in diesem Rohr dem in dem Vakuumkessel benutztem Vakuum entspricht. Von dem oberen Ende des Kessels r4 führt das Rohr 84 nach einer Vakuumpumpe, welche das Vakuum in r4, 14, in den Räumen a und den Verbindungsröhren erzeugt.
Aus dem Kessel 13, in dem sich das Filrat sammelt, wird letzteres durch die Pumpe Z4 weggepumpt.
Um letzteres zu erleichtern, ist der Kessel 14 durch das Rohr y4 mit dem Saugrohr der Pumpe Z4 verbunden.
Das Druckrohr der Pumpe Z4 pumpt die Lösung entweder durch den Hahn w4 in ein zweites System ähnlich dem in Fig.'19 dargestellten, für eine zweite Filtration oder es schickt das Filtrat durch den Hahn q4 in den Sammelbehälter x4.
Fig. 20 zeigt dieselbe Filtrationsmethode, wie in Fig. 19 unter Vakuum mit dem Unterschied, dass die Lösung in die Räume a der Filterpresse durch eine Pumpe gepresst wird, die jeden gewünschten Druck zum Filtrieren der die festen Schwebstoffe enthaltenden Lösung gibt. Die Bezugszeichen, die hier den Index 5 haben, bezeichnen in Fig. 20 die entsprechenden Teile, für welche in Fig. 19 dieselben Bezugszeichen mit dem Index 4 benutzt wurden.
Wenn im vorstehenden der Überzug des Eisens mit Ebonit erwähnt wurde, sollen darunter auch die Kopfstücke der Presse fallen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Filterpresse, die als Druck und, oder Vakuumpresse benutzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer oder mehreren Doppelfilterplatten versehen ist und jede Doppelfilterplatte aus zwei voneinander unabhängigen Filterplatten besteht, die an ihren Rändern voneinander getrennt sind oder durch besondere Zwischenrahmen getrennt gehalten werden.
2. Filterpresse mit Doppelfiltern, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Filter aus gelochten Platten oder Gittern mit Rahmen aus Ebonit oder anderm geeignetem Material, oder aus Metall, welches mit Ebonit oder anderm geeignetem Material bekleidet ist, bestehen, und dass die Öffnungen der gelochten Platten oder Gitter innerhalb des Rahmens Filter aus porösem Ebonit oder anderm geeignetem Material enthalten, wobei die Filter und die durehlochten Platten oder Gitter und Rahmen ein Stück bilden.