CH640426A5

CH640426A5 - Umlaufendes trommel- oder plattenfilter.

Info

Publication number: CH640426A5
Application number: CH586079A
Authority: CH
Inventors: Rud Frik Madsen
Original assignee: Danske Sukkerfab
Priority date: 1978-06-23
Filing date: 1979-06-22
Publication date: 1984-01-13
Also published as: PL116520B1; DK152176B; US4255264A; PL216326A1; ATA426479A; IT7923803A0; SE433571B; JPS5511094A; DK283978A; YU147579A; DE2924901C2; FI67786B; FR2429034B1; FR2429034A1; GB2025248B; CS422079A2; ES481800A1; DD144362A5; NL7904614A; FI67786C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein umlaufendes Trommel- oder Plattenfilter, bestehend aus einem Filterschichtmaterial, das von einem in die zu filtrierende Flüssigkeit teilweise eingetauchten umlaufenden Gebilde getragen wird, welches auf der Innenseite des Filterschichtmaterials eine Anzahl von in Umfangsrichtung verteilten Zellen aufweist.

In Filtern dieser Art wird in einer vorbestimmten Lage jeder Zelle Filterkuchen vom Filterschichtmaterial abgeblasen, welche Stellung sich oberhalb des Eintauch-Flüssig-keitsspiegels befindet. Zu diesem Zweck ist jede Zelle durch ein Rohr mit einer Sammelkammer verbunden, wo Ventilfunktionen in verschiedener Ausführung für die Zuleitung von Vakuum und Druck zu den einzelnen Zellen in vorbestimmten Stellungen vorgesehen sind. Diese wechselweise Zuleitung von Vakuum und Druck zu den Zellen durch dieselben Rohre macht Ventilkonstruktionen, häufig Gleitspiegelventile, erforderlich, die in der Herstellung teuer sind und häufig bedeutende Überwachungs- und Wartungsarbeiten erforderlich machen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, diesen Übelstand zu 5 beheben. Erfindungsgemäss ist jede Zelle mit wenigstens einem in eine für sämtliche Zellen gemeinsame Vakuumkammer ausmündenden freien Auslauf versehen, wobei in der gemeinsamen Vakuumkammer wenigstens eine Dampf- oder Druckluftdüse vorgesehen ist, die in einer vorbestimmten io Filterkuchen-Abblasestellung jeder Zelle zusammen mit dem dieser Zelle zugeordneten Auslauf eine Ejektorpumpe bildet, die von der gemeinsamen Vakuumkammer ansaugt und in die Zelle hineinbläst.

Durch diese Anordnung wird der Vorteil erreicht, dass i5 für die Zuleitung von Vakuum zu den Zellen keine Steuerung erforderlich ist, weil die Zellen über den ganzen Umlauf mit der gemeinsamen Vakuumkammer in stetiger Verbindung stehen. Eine Ventilsteuerung ist deshalb nur für die Zuleitung von Dampf oder Druckluft zu den mit den Zel-20 lenausläufen zusammenwirkenden Dampf- oder Druckluftdüsen erforderlich. Selbst bei einer Ausführungsform, wo jedem Auslauf eine Dampf- oder Druckluftdüse zugeordnet ist, die zusammen mit der gemeinsamen Vakuumkammer umläuft, ist die Steuerung der Dampf- oder Druckluftzufuhr 25 zu diesen Düsen eine bedeutend einfachere Funktion als die Steuerung der wechselweisen Vakuum- und Druckluftzufuhr zu den Zellen in den bekannten Ausführungen. Zum Beispiel können alle Dampf- oder Druckluftdüsen mit einer gemeinsamen umlaufenden Druckluftkammer fest verbunden sein, 30 wobei in die Zuleitungen zu den einzelnen Dampf- oder Druckluftdüsen Ventile, wie z.B. Magnetventile, eingebaut sind. Es ist aber nicht einmal notwendig, eine Dampf- oder Druckluftdüse für jeden Zellenauslauf zu benutzen, weil gefunden wurde, dass eine befriedigende Abblase- und Ejek-35 torwirkung erreicht werden kann, wenn die Zellenausläufe als Venturiröhren ausgebildet sind, deren Öffnungen während der Ejektorfunktion in einem Abstand von den Öffnungen der Dampf- oder Druckluftdüsen liegen, so dass die Venturiröhren sich an den Düsen vorbeibewegen können. Es 40 ist deshalb möglich, eine einzige, stillstehende Düse zu verwenden, an der sich in der Abblasestellung jeder Zelle der betreffende Auslauf vorbeibewegt. In diesem Falle kann das Abblasen durch ein einziges Ventil gesteuert werden, das ausserhalb des Filters angebracht werden kann. 45 In Fällen, wo in der kurzen Zeitspanne, wenn die Venturiröhre sich in wirksamer Stellung einer feststehenden Düse gegenüber befindet, kein befriedigendes Abblasen erreicht werden kann, kann man statt dessen eine Düse benutzen, die aus einer festen Ausgangslage über eine gewisse so Strecke der Kreisbewegung der Venturiröhre an dieser Bewegung teilnimmt, um dann rasch in die Ausgangslage zurückzuschnappen. Dies kann durch eine einfache mechanische Führung der Düse erreicht werden, und da nur eine kleine Winkelbewegung erforderlich ist, ist es möglich, in die 55 Druckluftzufuhr eine Schlauchverbindung einzubauen, so dass es auch in diesem Falle nicht nötig ist, Gleitspiegelventile zu benutzen, oder die Düse kann auf einer Dampf- oder Druckluftkammer angebracht sein, die auf einer feststehenden Welle montiert ist, worin auf bekannte Weise die erfor-60 derlichen Zuleitungen für Druckluft, Dampf, Vakuum usw. eingebaut sind.

In umlaufenden Filtern ist es üblich, in einem Teil der Bewegungsbahn des Filterschichtmaterials oberhalb des Ein-tauch-Flüssigkeitsspiegels und vor dem Abblasen von Filter-65 kuchen auf den Filterkuchen Spülwasser aufzuspritzen. Falls dieses Spülsystem in einem erflndungsgemässen Filter Verwendung findet, ist es möglich, Spülwasser durch die Zellen zu saugen, weil diese in der in Frage stehenden Stellung un-

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ter Vakuum stehen, und falls man wünscht, dieses Spülwasser getrennt abzuleiten, kann unterhalb eines Teils der Bewegungsbahn der Zellenausläufe eine Wanne für das Aufsammeln von Spülwasser angeordnet sein.

Eine Herabsetzung des Vakuumvolumens eines umlaufenden Trommelfilters kann dadurch erreicht werden, dass die Vakuumkammer durch die Anordnung einer Zwischenwand auf einen Teil der Länge der Trommel beschränkt ist. Ähnlich kann man sowohl bei einem Trommelfilter als auch bei einem Plattenfilter die Vskuumkammer ganz ausserhalb des das Filterschichtmaterial tragenden umlaufenden Gebildes anordnen und sie ausschliesslich in Berücksichtigung der Platzbedürfnisse für die Auslauf- und Abblasefunktionen bemessen. Ferner ist die Überwachung und Wartung einer solchen getrennten Vakuumkammer wesentlich erleichtert.

Filterkonstruktionen ohne die wechselweise Zuleitung von Druck und Vakuum sind an sich in der Form von zellenlosen Filtern bekannt, wo über praktisch die ganze Ausdehnung der Innenfläche der Trommel stetig ein Vakuum aufrechterhalten wird. Bei diesen zellenlosen Filtern ist es aber nicht möglich, Filterkuchen in der erfindungsgemä,ss vorgeschlagenen Weise abzublasen. Das Abblasen findet häufig dadurch statt, dass Druckluft oder Dampf durch sogenannte Druckkissen aus Gummi geblasen wird, die an einen engen Bereich der Innenfläche der Trommel herangepresst werden. Diese Druckkissen geben häufig zu Undichtigkeiten Anlass und erfordern viel Wartung.

Die Erfindung soll im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben werden. Auf dieser zeigt: Fig. 1 schematisch einen Querschnitt durch ein Trommelfilter gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 in grösserem Massstab ein Beispiel der detaillierten Ausbildung eines Filtratauslaufes und einer Druckluftdüse des in Fig. 1 gezeigten Filters,

Fig. 3 einen Schnitt gemäss der Linie III-III in Fig. 4 durch ein Trommelfilter gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 einen Querschnitt durch das Trommelfilter von Fig. 3 gemäss der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein Trommelfilter gemäss einer dritten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 einen Querschnitt durch das Trommelfilter von Fig. 5 gemäss der Linie VI-VI in Fig. 5,

Fig. 7 einen Querschnitt durch ein Trommelfilter gemäss einer vierten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 8 einen Längsschnitt durch ein Plattenfilter gemäss einer fünften Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 9 einen Querschnitt durch das Plattenfilter von Fig. 8 gemäss der Linie IX-IX in Fig. 8.

In Fig. 1 ist 1 eine Filtertrommel, die in Zellen unterteilt ist und aussen mit einem Filterschichtmaterial, wie z.B. einem durchlöcherten Blech, einem Filternetz und/oder einem Filtertuch, bekleidet ist. Die Trommel dreht sich um eine feststehende Welle 2. In der Trommel wird ein Vakuum aufrechterhalten, indem Filtrat 17 auf bekannte Weise durch ein Filtratansaugrohr 6 und eine in der Welle 2 vorgesehene Leitung abgesaugt wird. Jede Zelle ist mit einem freien Filtrat-auslauf 4 versehen, der in die in der Trommel gebildete Vakuumkammer ausmündet. Im Trommelinnern ist eine Druckluft- oder Dampfdüse 3 vorgesehen, die durch eine in der Welle 2 vorgesehene Leitung versorgt wird und sich in einer solchen Winkellage befindet, dass er einem Auslauf 4 in der Stellung, wo Filterkuchen abgeblasen werden soll, gegenübersteht. Der Auslauf 4 und die Druckluft- oder Dampfdüse sind so ausgebildet, dass sie zusammen eine Druckluft- oder Dampfstrahlpumpe bilden, und das Abblasen von Filterkuchen findet dadurch statt, dass in einer kurzen Zeitspanne Druckluft oder Dampf durch die Düse 3 geblasen wird.

Ein Beispiel der Ausbildung des Auslaufes 4 und der Düse 3 ist in Fig. 2 gezeigt. Versuche mit einem Auslauf 4 in der Form einer Venturiröhre mit einem Innendurchmesser von 45 mm und einer Düse 3 mit einem Innendurchmesser von 20 mm, wie in Fig. 2 veranschaulicht, haben ergeben, dass mit einem Luftdruck von 2,2 Bar und einem Vakuum von 3 mm Wassersäule der erforderliche Abblasedruck erreicht werden kann, selbst wenn der Abstand A zwischen den Öffnungen des Auslaufes und der Düse zwischen 0 und 10 mm variiert und die Öffnungen bis 10 mm voneinander versetzt sind. Die Stellung der Düse 3 im Verhältnis zum Auslauf 4 ist deshalb nicht kritisch, und der Auslauf und die Düse können innerhalb eines gewissen Winkelbereiches des Umlaufes der Trommel und der sich daraus ergebenden kreisförmigen Bewegung des Auslaufes zusammenwirken. Sollte dieser Winkelbereich nicht gross genug sein, können Anordnungen getroffen werden, wodurch die Düse anstatt stillzustehen aus einer festen Ausgangslage über eine gewisse Strecke der Kreisbewegung der Venturiröhre an dieser Bewegung teilnimmt, um dann rasch in die Ausgangslage zurückzuschnappen. Ein Beispiel einer solchen Anordnung soll später in Zusammenhang mit Fig. 5 und 6 beschrieben werden.

Mittels einer Wanne 5 kann Spülwasser aufgesammelt werden, um durch eine getrennte Leitung in der stillstehenden Welle abgesaugt zu werden. 7 ist eine Fördereinrichtung, wie z.B. eine Förderschraube, für die Entfernung von Filterkuchen. Diese Einrichtung ist an der einen Seite eines die zu filtrierende Flüssigkeit 12, worin das Filter teilweise eingetaucht ist, enthaltenden Troges 12' angeordnet. An der anderen Seite des Troges 12' ist ein Überlauf 13 angeordnet.

Die Trommel kann entweder mit einer gleichbleibenden Drehzahl oder stufenweise, entsprechend der Winkelausdehnung einer Zelle, gedreht werden. Das Abblasen kann mittels eines Ventils in der Druckluft- oder Dampfzufuhr ausserhalb des Filters automatisch gesteuert werden. Die Steuerung kann mechanisch, pneumatisch oder elektrisch in Abhängigkeit der Winkelstellung der Trommel erfolgen.

Falls jede Zelle des Filters mehr als einen Auslauf besitzt, kann im axialen Bereich jedes Auslaufes eine Düse 3 vorgesehen sein.

Statt dessen können, wie in der Ausführungsform von Fig. 3 und 4 veranschaulicht, eine Anzahl von Auslässen einer Zelle oder einer Anzahl von Kammern, worin diese Zelle durch Zwischenwände 26 unterteilt ist, durch ein Sammelrohr 11 mit einem gemeinsamen Auslauf 4 verbunden sein, so dass nur eine Düse 3 erforderlich ist. In Fig. 3 sind sowohl der Auslauf 4 als auch die Düse 3 zu waagerechter Stellung abgebogen, übrigens aber ähnlich wie in Fig. 2 dargestellt ausgebildet. In Fig. 3 ist die Welle 2 in der Form einer Hohlwelle abgebildet, die durch eine Zwischenwand 28 in zwei Abteilungen unterteilt ist, die vom linken Ende 9 mit Druckluft oder Dampf bzw. vom rechten Ende 10 mit Vakuum versorgt werden. Die Spülwasserwanne 5 ist mit einer in der Hohlwelle 2 angeordneten Leitung verbunden. Die Fig. 3 und 4 zeigen auch Spritzdüsen 14 für das Aufspritzen von Wasser auf den Filterkuchen, der in Fig. 4 mit 16 bezeichnet ist. Fig. 4 zeigt ferner einen Schaber 31 unmittelbar oberhalb der Fördereinrichtung 7.

In der Ausführungsform von Fig. 5 und 6 ist eine Anzahl von Auslässen einer Zelle oder einer Anzahl von Kammern, worin diese, ähnlich wie in Fig. 3 und 4, unterteilt ist, durch ein Sammelrohr mit einem gemeinsamen Auslauf 4 verbunden, der jedoch in diesem Falle ähnlich wie in Fig. 1 radial gestellt ist. Der Auslauf 4 ist gegen das eine Ende der Filtertrommel gezogen, so dass es möglich wird, den Innenraum

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der Trommel durch eine Zwischenwand 32 zu unterteilen, so dass nur der Raum auf der einen Seite dieser Zwischenwand als Vakuumkammer dient. Die Welle 2 ist auch in diesem Falle als eine Hohlwelle ausgebildet, die in diesem Falle an beiden Enden Auslässe 10 für Filtrat und Luft aufweist. Um die Welle 2 herum ist eine Hülse 33 angeordnet, die mit der Welle fest verbunden ist und diese in Böcken 21 unterstützt. Die Trommel ist mittels eines vakuumdichten Lagers 20 auf der Hülse 33 drehbar gelagert. Eine Druckkammer 19 ist auf der Hülse 33 drehbar gelagert und ist durch Löcher 19a mit deren Innenraum verbunden. Die Hülse wird durch ein Rohr 9 mit einem Steuerventil 8 mit Druckluft oder Dampf versorgt.

Die Düse 3 ist auf der Druckkammer 19 fest angebracht und wird durch eine Feder 34 in der Uhrzeigerrichtung, vgl. Fig. 6, beeinflusst. Die Feder 34 stützt sich auf einem festen Tragteil 35, der ferner einen Anschlag 36 für die Düse 3 trägt. An jedem Auslauf 4 ist eine vorstehende Blattfeder 37 befestigt, die die Oberseite der Düse 3 beaufschlagt, wenn der in Frage stehende Auslauf in die Abblasestellung anlangt. Gleichzeitig wird das Ventil 8 geöffnet. Beim fortgesetzten Umlauf der Trommel nimmt die Blattfeder 37 die Düse mit, bis die Düse am Anschlag 36 anschlägt. Die Blattfeder 37 schnappt jetzt an der Düse 3 vorbei, und die Düse wird danach durch die Feder 34 in ihre Ausgangslage zurückgestellt, um anschliessend von der Blattfeder des nächsten Auslaufes beaufschlagt zu werden, wenn dieser in die Abblasestellung gelangt. Auf diese Weise stehen die Öffnungen des Auslaufes 4 und der Düse 3 über einen gewissen Winkelbereich einander gegenüber, so dass über diesen ganzen Winkelbereich ein wirksames Abblasen stattfindet.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, bei der für jeden Aus-5 lauf 4 eine Düse 3 vorgesehen ist. Diese Düsen sind auf einer Druckkammer 19 angebracht, die in der in Fig. 6 veranschaulichten Weise ausgebildet werden kann, die aber in Fig. 7 zusammen mit der Trommel umläuft, so dass die Düsen 3 stets den Ausläufen 4 gegenüberstehen. In dieser Aus-io führungsform ist jede Düse mit einem eigenen Steuerventil 8, z.B. Magnetventil, versehen, das in dem Winkelbereich geöffnet wird, wo das Abblasen von Filterkuchen stattfinden soll.

Fig. 8 und 9 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung 15 in der Form eines Plattenfilters. Dieses Filter hat eine getrennte Vakuumkammer 38, die der Vakuumkammer von Fig. 5 genau entspricht, jedoch besteht der eigentliche Filterteil aus einer Anzahl von Hohlplatten 24 (von denen drei gezeigt sind), die auf einer umlaufenden Nabe 23 sitzen und an 20 ihren Seitenflächenein Filterschichtmaterial tragen. Jede Hohlplatte ist durch Zwischenwände 26 in eine Anzahl von Zellen unterteilt, die durch Ansaugrohre 6' und Sammelrohre 11 mit den Ausläufen 4 in der Vakuumkammer 38 verbunden sind. Zwischen den Platten 24 und an der Aussenseite 25 der äussersten Platten sind rinnenartige Schaber 27 angeordnet, die Filterkuchen abschaben und ihn zur Fördereinrichtung 7 leiten.

4 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Umlaufendes Trommel- oder Plattenfilter, bestehend aus einem Filterschichtmaterial, das von einem in die zu filtrierende Flüssigkeit teilweise eingetauchten umlaufenden Gebilde getragen wird, welches auf der Innenseite des Filterschichtmaterials eine Anzahl von in Umfangsrichtung verteilten Zellen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Zelle mit wenigstens einem in eine für sämtliche Zellen gemeinsame Vakuumkammer ausmündenden freien Auslauf (4) versehen ist, wobei in der gemeinsamen Vakuumkammer wenigstens eine Dampf- oder Druckluftdüse (3) vorgesehen ist, die in einer vorbestimmten Filterkuchen-Abblasestellung jeder Zelle zusammen mit dem dieser Zelle zugeordneten Auslauf (4) eine Ejektorpumpe bildet, die von der gemeinsamen Vakuumkammer ansaugt und in die Zelle hineinbläst.
2. Umlaufendes Trommel- oder Plattenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Auslauf (4) eine Dampf- oder Druckluftdüse (3) zugeordnet ist, die zusammen mit der gemeinsamen Vakuumkammer umläuft.
3. Umlaufendes Trommel- oder Plattenfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle Dampf- oder Druckluftdüsen (3) mit einer gemeinsamen umlaufenden Druckluftkammer (19) fest verbunden sind und dass in die Zuleitungen zu den einzelnen Dampf- oder Druckluftdüsen Ventile (8), wie z. B. Magnetventile, eingebaut sind.
4. Umlaufendes Trommel- oder Plattenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Auslauf (4) als eine Venturiröhre ausgebildet ist, die sich in der Abblasestellung an einer Dampf- oder Druckluftdüse (3) vorbeibewegt, die entweder still steht oder aus einer festen Ausgangslage über eine gewisse Strecke der Kreisbewegung der Venturiröhre an dieser Bewegung teilnimmt, um dann rasch in die Ausgangslage zurückzuschnappen.
5. Umlaufendes Trommel- oder Plattenfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der gemeinsamen Vakuumkammer unterhalb eines Teils der Bewegungsbahn der Zellenausläufe (4) eine Wanne (5) für das Aufsammeln von Spülwasser angeordnet ist.
6. Umlaufendes Trommelfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumkammer durch die Anordnung einer Zwischenwand (32) auf einen Teil der Länge der Trommel beschränkt ist.
7. Umlaufendes Trommel- oder Plattenfilter nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumkammer (38) ganz ausserhalb des das Filterschichtmaterial tragenden umlaufenden Gebildes angeordnet ist.