DE2106131A1

DE2106131A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Filtration von Suspensionen

Info

Publication number: DE2106131A1
Application number: DE19712106131
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung P Antrag
Original assignee: Vogelbusch GmbH
Current assignee: Vogelbusch GmbH
Priority date: 1970-02-13
Filing date: 1971-02-10
Publication date: 1971-08-26
Also published as: CH521157A; DE2106131B2; AR196053A1; AT303073B; GB1335094A; ZA71715B; SE370632B; DE2106131C3; FR2078561A5; AT308145B

Description

/ PatenlanwSlte

DipWnglimmermann

München 2, Rosental 7

10. Feb, 197!

Vogelbuscli Gesellschaft m.b.H.
in Wien

Verfahren und Vorrichtung zur Filtration von
Suspensionen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zur Filtration von Suspensionen auf Drehfiltern, auf welchen das FiItrat unter der Wirkung einer Druckdifferenz zentripetal wandert, insbesondere auf zellenlosen Vakuum-Trommel-Drehfiltern, wobei auf die Filterfläche bzw. auf einen gegebenenfalls auf dieser vor- ι gesehenen Precoat die zu filtrierende Suspension aufge bracht und unter Bildung eines Filterkuchens abfiltriert wird, hierauf aus der, allenfalls nach Entfernung überschüssiger Suspension vom Filter, am Filter verbliebenen Filtergutechicht der restliche abfiltrierbare Flüssig keitsanteil weitgehend abfiltriert wird, gegebenenfalls die in der Filtarkuchenechicht verbliebene Kapillarflüssigkeit wenigstens teilweis® durch eine andere Flüssigkeit verdrängt wird, und hierauf der Filterkuchen sowie eine

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Schicht dea gegebenenfalls vorhandenen Precoats vom Filter abgenommen wird. Bei den bekannten Drehfiltern dieser Art wird kontinuierlich die zu filtrierende Suspension auf das Filter beispielsweise dadurch, daß die Filtertrommel in einen die Suspension enthaltenden !Trog eintaucht, aufgebracht, gegebenenfalls die Schicht der Suspension am Drehfilter durch einen Abstreifer egalisiert und hierauf an einer Stelle vor dem Eintritt der Trommel-Oberfläche in den Trog der Filterkuchen abgenommen· Bei den bekannten Drehfiltern dieser Art taucht die Filtertrommel dauernd in den mit Suspension gefüllten Trog ein· Ss steht somit für das' Absaugen des Filtrats aus der an der Filteroberfläche anhaftenden Suspension und des im Filterkuchen verbliebenen Restteiles des Filtrats, (das ist für das sogenannte Trockensaugen des Filterkuchens) nur der Weg zur Verfügung, welchen die Trommeloberfläche von der Stelle des Eintauchens in die Suspension im Trog his zur Stelle der Abnahme des Filterkuchens zurücklegt, d.he also nur eine Zeitspanne, welche kürzer ist als die für eine Trommelumdrehung benötigte Zeit. Wenn noch vor der Abnahme des Filterkuchens die in der Filterkuchenschicht verbliebene Kapillarflüssigkeit durch eine andere Flüssigkeit verdrängt werden soll, so ist das Abfiltrieren der Suspension und das Trockensaugen des Filterkuchens auf eine noch kürzere Zeitspanne beschränkt. Bei diesen bekannten Filtern ist häufig ein sogenannter Precoat vorgesehen. Es ist dies eine Schicht aus einem Filterhilfsmittel welche auf das Filtergewebe vor Filtrationebeginn aufgebracht wird und durch welche das FiItrat hindurchge saugt wird» Bei einem solchen Precoat ist es erforderlich,

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die Jeweilige Außenschicht, welche durch die aus dem Filtrat ausgeschiedenen Feststoffe verlegt ist, abzunehmen· Dies erfolgt bei den bekannten Einrichtungen gleichzeitig mit der Abnahme des Filterkuchens. Die während weniger als einer Trommelumdrehung vom letzten Aufbringen der Suspension auf die Filtertrommel bis zur Abnahme des Filterkuchens und gegebenenfalls einer Schicht des Precoats zur Verfügung stehende Zeit reicht in manchen Fällen nicht aus, um ein ausreichendes Trockensaugen zu gewährleisten, so daß die Abnahme des Filterkuchens bzw· der Außenschicht des Precoats erschwert wird· Dies macht eich insbesondere bei der Filtra- " tion von Suspensionen mit ungünstigen Filtrationseigenschaften bemerkbar.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, diese Nachteile der bekannten Drehfilter zu vermeiden und besteht im wesentlichen darin, daß die Aufbringung der zu filtrierenden Suspension während einer oder mehrerer Filterumdrehungen unterbrochen wird» wobei das bereits auf das Filter aufgebrachte Gut abfiltriert wird und hierauf der Filterkuchen und gegebenenfalls eine Schicht des Precoats vom Filter abgenommen wird. Hiebe! kann gemäß der Erfindung das Aufbringen, Abfiltrieren und Abnehmen des Gutes fortlaufend zyklisch wiederholt werden· Auf diese Weise ist die Dauer der Trocken- f saugung des Filters nicht mehr beschränkt und kann weitgehend unabhängig von den anderen Filtriervorgängen erstreckt werden. Es kann auf diese Weise den opUmalen Arbeitsbedingungen Rechnung getragen werden und es können insbesondere auch Suspensionen mit ungünstigen Filtrationseigenschaften in befriedi gender Weise filtriert werden·

Der sich am Filter bzw. am Precoat bildende Filterkuchen wirkt seinerseits bei der Filtrierung mit. Ist die

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Dicke des Filterkuchens zu gering, so wird das Filter bzw. der Precoat stärker in Anspruch genommen. Insbesondere bei der Filtrierung solcher Suspensionen, die zu einer starken Verstopfung der Poren neigen, b ewirkt der Filterkuchen, daß die Poren der Filterfläche bzw. der Precoat weitgehend von einer Verstopfung bewahrt werden, da sie durch den Filterkuchen geschützt werden. Dadurch, daß nun ein Filterkuchen von größerer Dicke trockengesaugt werden kann, wird die Standzeit des Filters und des Precoat erhöht. Wird aber die Dicke des Filterkuchens zu groß, so wird der Durchgang des Filtrate durch das Filter beeinträchtigt und die Filterleistung herabgesetzt. Man kann nun gemäß der Erfindung das Aufbringen der zu filtrierenden Suspension auf das Filter bis zur Erreichung einer vorbestimmten Dicke des Filterkuchens durchführen und auf diese Weise die Beendigung des Aufbringens der Suspension in Abhängigkeit von der Filterkuchenstärke steuern. Das Abnehmen des Filterkuchens kann beispielsweise gemäß der Erfindung erst nach Ablauf einer zumindest einer Filterumdrehung, zweckmäßig mehreren Filterumdrehungen, entsprechenden Zeitspanne nach Beendigung des Aufbringens der zu filtrierenden Suspension auf das Filter begonnen werden, so daß nach Beendigung des Aufbringens der Suspension eine Periode eingeschaltet wird, in welcher der Filterkuchen weitgehend trockengesaugt wird und auch diese Periode ist wieder nicht durch die bisher geltende Bedingung begrenzt, daß der gesamte Zyklus innerhalb einer Umdrehung der Filtertrommel beendet sein muß. Während dieser Perlode kann nun gemäß der Erfindung da· Abfiltrieren des Flüssigkeitsanteiles der nach Beendigung de· Aufbringen· der zu filtrierenden Suspension am Filter verbliebenen Filtergutschicht bis zur Erreichung eines vorbestimmten Feuchtigkeitsgrades des Filterkuchens durchgeführt werden,·

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wobei eben der Beginn der Abnahme des FiIterkuchens in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgrad des Filterkuchens gesteuert wird· Die optimale Dicke des Filterkuchens ist aber nun wieder von der Qualität der zu filtrierenden Suspension abhängig» so daß bei einer Steuerung der Beendigung des Aufbringens der zu filtrierenden Suspension auf das Filter in Abhängigkeit von der Dicke des Filterkuohens die optimale Dicke vorgewählt werden muß. Es kann daher die Steuerung der Beendigung des Aufbringens der Suspension in einfacher Weise nach einem vorbestimmten Programm erfolgen (| und diese Steuerung nach einem vorbestimmten Programm genügt im allgemeinen für die Begrenzung der Dauer jedes der einzelnen Filtrierungsvorgänge·

Um den Aufbau eines gleichmäßigen Filterkuchene und damit eine gleichmäßige Filterleistung an allen Stellen des Umfanges der Filtertrommel zu gewährleisten, ist es zweckmäßig gemäß der Erfindung die Dicke der Schicht der zu filtrierenden Suspension am Filter zumindest am Ende der Zeit des Aufbringens der Suspension auf das Filter, vorzugsweise während der gesamten Aufbringungszeit zu egalisieren , da ja die Dicke der Suspensionsschicht auf dem Filterkuchen wieder die Dicke dee sich aufbauenden Filterkuchens beein- f flußt. Hiebei kann das Aufbringen der Suspension kontinuierlich erfolgen. Es kann aber auch das Aufbringen frischer zu filtrierender Suspension auf das Filter dann unterbrochen werden, wenn der gebildete Filterkuchen eine vorbestimmte Stärke erreicht hat· Nach Unterbrechung der Aufbringung der Suspension kann überschüssige Suspension vom Filter wieder entfernt werden·

Gemäß der Erfindung kann nun das Abfiltrieren des Flüssigkeitsanteiles der nach Unterbrechung des Aufbringene der zu filtrierenden Suspension auf dem Filter verbleibenden Filtergutschicht bis zur Erreichung eines vorbestimmten

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Feuchtigkeitsgrades durchgeführt werden und es kann auch die in der Filterkuchenschicht verbleibende Kapillarflüssigkeit in der Zeit der unterbrochenen Suspensionsaufbringung, vor der Kuchenabnahme, wenigstens teilweise durch eine andere Flüssigkeit verdrängt werden· Infolge der erfindungsgemäßen Maßnahme, das Aufbringen der Suspension vor der Abnahme des Filterkuchens zu unterbrechen, ist für diese Vorgänge eine zeitliche Beschränkung nicht gegeben und es wird damit die Schaffung optimaler Bedingungen ermöglicht·

Auch die Umfangsgeschwindigkeit der Filtertrommel ist nun nicht mehr durch die Bedingung beschränkt, daß das Trockensaugen während weniger als einer Umdrehung vollendet sein muß. Bei zu niedrigen Drehzahlen der Filtertrommel besteht die Gefahr, daß die Suspension vom Filter abfließt. Bei zu hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten kann wieder die Suspension durch die Fliehkraft abgeschleudert werden· Auch können zu hohe Relativgeschwindigkeiten zwischen Suspension und Filterfläche die Kuchenbildung stören und unter Umständen sogar Precoatmaterial vom Filter abspülen· Es soll die Filterfläche während der Zeit des Aufbringens der Suspension von dieser sozusagen eingehüllt sein. Die Wahl der Umfangsgeschwindigkeit ist nun nicht mehr beschränkt und im Rahmen der Erfindung hat sich eine Umfangsgeschwindigkeit der Filtertrommel o,5 bis 2 m/sec bei Vakuum-Trommel-Drehfiltern

als vorteilhaft erwiesen· Solche Umfangsgeschwindigkeiten haben sich beim Abnehmen des Filterkuchens unter Vermittlung

eines Messers als günstig erwiesen, da die Abtrennung bei höherer Geschwindigkeit glatter wirdo Man könnte auch die Umfangsgeschwindigkeit während der Periode des Abnehmens des

Filterkuchens vergrößern, jedoch wird gemäß der Erfindung zweckmäßig die Umfangsgeschwindigkeit während des gesamten Zyklus gleich gehalten, da die genannten Umfangegeschwindig-

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keiten ausreichen, um einen glatten Schnitt des Abnahmewerkzeuges zu gewährleisten«

Der Saugdruck innerhalb der Filtertrommel könnte während der Zeit der Abnahme des Filterkuchens verringert werden, um einen übermäßigen lufteintritt in die Filtertrommel, welcher das Filtrat schädigen und gegebenenfalls zum Aufschäumen bringen könnte, zu vermeiden, jedoch hat es sich im Rahmen der Erfindung als zweckmäßig erwiesen, den Saugdruck innerhalb der Filtertrommel während des gesamten Zyklus gleich zu halten. j

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in an sich bekannter Weise mit einer Einrichtung zum Aufbringen der zu filtrierenden Suspension auf den Filter und einer Einrichtung zur Abnahme des gebildeten Filterkuchens und gegebenenfalls zur Entfernung der überschüssigen Suspension vom Filter sowie zur Aufbringung von die in der Filterkuchenschicht verbliebene KapillarflÜBsigkeit verdrängender Flüssigkeit ausgestattet. Hiebei können Steuerorgane vorgesehen sein, welche diese Einrichtungen in Wirkung und außer Wirkung bringen und welche willkürlich betätigt werden oder automatisch in Abhängigkeit von einer Betriebsgröße oder nach einem vorbe- j stimmten Programm. Bei den bekannten Drehfiltern ist übli- * cherweise ein die zu filtrierende Suspension aufnehmender Trog vorgesehen, in welchen die Filtertrommel ständig eintaucht. Gremäß der Erfindung ist nun die Anordnung so getroffen, daß der Abstand zwischen Achse der Filtertrommel und Flüssigkeitsspiegel im Trog zwischen einem Haß,welches kleiner ist als der Filtertrommelradius, und einem Maß, welches größer ist ale der Radius des auf der Filtertrommel gebildeten Filterkucliene, verstellbar ist· Hiebei können gemäß der Erfindung Trog und Filtertrommel relativ zueinander heb- und senkbar gelagert sein oder es kann die Höhe des Flüssigkeitsspiegel im Trog veränderbar sein,

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was beispielsweise durch Verwendung eines Tauchkörpers möglich ist. Der Flüssigkeitsspiegel in dem die Suspension aufnehmenden Trog wird üblicherweise durch einen Schwimmer gesteuert. Um zu vermeiden, daß der Flüssigkeitsspiegel im Trog beim Eintauchen der Trommel oder das Tauchkörpers zu hoch steigt, kann gemäß der Erfindung die Anordnung so getroffen sein, daß in die zum Trog führende Fülleitung ein Ventil eingeschaltet ist, welches nur bei in den Trog eintauchender Filtertrommel oder bei in den Trog eintauchendem Tauchkörper die Fülleitung freigibt·

Es kann aber auch ein Verteilrohr für die Aufbringung der zu filtrierenden Suspension auf die Filtertrommel vorgesehen sein, welchem die zu filtrierende Suspension nun erfindungsgemäß unter Zwischenschaltung eines Absperrorganes zugeführt wird. Durch dieses Verteilrohr kann die Suspension über die Trommel geschüttet oder auf die Trommel aufgesprüht werden, wobei naturgemäß überschüssige Suspension wieder in einem unterhalb -der Trommel angeordneten Trog gesammelt werden kann. Auf diese Weise kann die Aufbringung der Suspension beliebig durchgeführt werden.

Für die Abnahme des Filterkuchens und gegebenenfalls einer Oberflächenschicht des Precoat ist üblicherweise ein Abnahmemesser vorgesehen. Gemäß der Erfindung kan dieses Abnahmemesser, zweckmäßig unter Vermittlung eines Pneumatikzylinders, aus der Arbeitslage und in die Arbeite lage schwenkbar sein. Das Abnahmemesser und zweckmäßig auch ein gegebenenfalls vorgesehener Abstreifer für überschüssige auf der Filtertrommel befindliche Suspension können gemäß der Erfindung auf je einem in Richtung zur Filtertrommel verschiebbaren Schlitten gelagert eein, wobei diese beiden Schlitten miteinander zwangsläufig zu gleicher Bewegung in Richtung zur Filtertrommel gekuppelt sein

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können, da ja die Veränderung des wirksamen Durchmessers durch Abnahme der jeweils äußersten Precoatschicht sowohl den Schaber als auch den Abstreifer berührt.

Der Dauernd einwandfreie Zustand des Abriahmemessers ist Voraussetzung für einen glatten Schnitt und ein solcher glatter Schnitt ist wieder Voraussetzung für eine lange Standzeit der Precoatschichtφ Wenn nur der Filterkuchen abgenommen wird, so können hiebei, wenn das Abnahmemesser nicht in tadellosem Zustand ist, Teile des Precoatmaterials aus der Precoatschicht herausgerupft werden. Solche Fehlerstellen können dann nur beseitigt werden, wenn die Precoatschicht in der Tiefe dieser Fehlerstellen geschält wirdo Hiedurch entsteht ein beträchtlicher Verbrauch an Precoatmaterial. Für das Schälen der Oberflächenschicht des Precoats bei Verlegung der Poren genügt die Abnahme einer sehr dünnen Oberflächenschicht, jedoch ist auch hier wieder ein einwandfreier Zustand des Messers erforderlich. Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art war daher eine händische Reinigung und auch ein häufiger Wechsel des Abnahmemessers erforderlich, was Betriebsstillstand zur Folge hatte. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist nun ein Schaber vorgesehen, über welchen der der Trommel zugewendete Messerrücken beim Übergang in die AußerbetcLebsstellung gleitend geführt ist, vorzugsweise bis in einer Lage, in welcher der Schaber über die Messerschneide hinausgeht. Dadurch, daß der Messerrücken beim Abheben des Messers von der Trommel über den Schaber gleitet, wird der Messerrücken bei jeder Bewegung aus der Arbeitsstellung in die Außerbetriebsstellung von anhaftendem Filterkuchenmaterial befreit. Es wird somit diejenige Fläche des Abnahmemessers, welche mit der Precoatechieht hinter der Schnittstelle in Berührung steht und bei welcher jede Unebenheit eine Beschädigung der

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Precoatschicht zur Folge hat» dauernd glatt gehalten, was einen wesentlichen Vorteil ergibt. Wenn darüber hinaus noch das Abnahmemesser bis in eine Lage geführt wird, in welcher der Schaber über die Messerschneide hinausgeht, hat dieses Gleiten der Schneide am Schaber einen Schleifeffekt und da dieser Schleifeffekt jedesmal bei der Bewegung des Abnahmemessers in die Außerbetriebsstellung auftritt, wird die Schneide dauernd scharf gehalten. Es wird dadurch ein glatter Schnitt des Abnahmemessers ermöglicht« Wenn lediglich der Filterkuchen abgenommen wird, so ist auch bei einem Filterkuchen, welcher dazu neigt, Material aus der Precoatschicht herauszurupfen, eine Beschädigung der Precoatschicht nicht zu befürchten und wenn nach Verlegen der Poren der Oberfläche der Precoatschicht eine Oberflächenschicht derselben abgenommen werden soll, so kann infolge des dauernd guten Betriebszustandes des Abnahmemessers diese Oberflächenschicht so dünn gehalten werden, daß die Standzeit der Precoatschicht auf ein Höchstmaß verlängert wirde Eine solche Vorrichtung bewährt sich im besonderen Maße dann, wenn das Precoatmaterial sehr harte Teilchen enthält, wie dies beispielsweise bei Kieselgur (Diatromeenschalen, aus fast reinem SiO₂ bestehend) oder bei Perliten (vulkanische Glaskörner) der Fall ist.

Gemäß der Erfindung ist der Schaber von einem gegen das Abnahmemesser vorgespannten federnden Stahlblech gebildet. Ein solches vorgespanntes federndes Stahlblech schabt mit seiner Kante den Rücken des Abnahraemessers rein. Der Schleifeffekt des an sich glatten Bleches ist verhältnismäßig gering und dies ist gerade erwünscht, da ja die Schneide des Abnahmemessers bei jeder Bewegung desselben in die Auüerbetriebslage an dienern Blech scheuert und somit eine starke Schleifwirkung wieder die Standzeit des Abnahmemessers verringern würde. Für die Scharfhaltung des Abnahmemessers reicht aber diese Schleifwirkung aus.

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In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen schematisch veranschaulicht.

S¹Ig, 1 zeigt einen Querschnitt durch die Filtertrommel in der Arbeitsstellung. Fig. 2 bis 7 zeigen die verschiedenen Filtrierungsvorgänge während eines Zyklus. Fig. 8, 9 und IO zeigen in größerem Maßstab ein Abnahmemesser mit einer Vorrichtung zum Reinigen und Schleifen. Hiebei zeigt Fig· 8 das Abnahmemesser in der Arbeitsstellung an der Trommel des Drehfilters und Fig. 9 und 10 die Außerbetriebsetellung, wobei Fig. 9 die Stellung zeigt, in welcher der Schaber den Messerrücken reinigt und Fig.10 J die Endstellung» vor deren Erreichung die Schneide mit dem Schaber zusammenwirkt.

Ober den perforierten Mantel einer Filtertrommel 1 ist ein Filtergewebe 2, z.B. ein Siebgewebe aus rostfreiem Stahl, gekannt , Darauf wird durch das in der Trommel herrschende Yakuum eine Filterhilfsmittelschicht (Precoatschicht), welche z.B. aus Stärkepulver besteht, festgehalten.

Mit 4 ist eine sich auf der Filterhilfsmittelschicht 3 ausbildende Filterkuchenschicht und mit 5 eine diese einhüllende Schicht von Suspension bezeichnet.Die Filtertrommel 1 samt den genannten Schichtep rotiert in J Pfeilrichtung· Über ein Saugrohr 6 wird Vakuum in der Filtertrommel 1 aufrechterhalten und FiItrat aus dieser abgesaugt. Ein Trog 7 ist mit zu filtrierender Suspension 8 befüllt· Er kann mittels eines Pneumatikzylinders 9 gehoben und gesenkt werden, derart, daß die Filterschicht zeitweise - wie dargestellt - in die Suspension eingetaucht und sich infolge der Drehung mit der Suspensiönsschicht bedeckt.

Ein Abnahmemesser 10 befindet sich in der gezeichneten Stellung in Ruhelage. Mittels eines Winkelhebels 11 und eines pneumatischen Zylinders 12 kann es zur

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Filtertrommel 1 geklappt werden, so daß es den Filterkuchen 5 und gegebenenfalls eine oberste Schicht der Filterhilfsmittelschicht 3 von der rotierenden Trommel abnimmt. Abnahmemesser 10, Winkelhebel 11 und pneumatischer Zylinder 12 sind auf einem mit einer Zahnstange 35 versehenen, verschiebbaren Schlitten 13 angebracht. Der Schlitten 13 wird mittels eines Zahnrades 14, welches von einem Schaltrad 16 über eine Schnecke 15 und ein Schneckenrad angetrieben wird, vorgeschoben. 17 ist eine Sperrklinke, welche von einem Pneumatikzylinder 18 betätigt wird und das Schaltrad 16 schrittweise verdreht· Während der Filtration wird der Schlitten 13 allmählich näher der Filtertrommel 1 zugestellt, so daß das Abnahmemesser 10 allmählich tiefer und tiefer in die Filterhilfsmittelschicht 3 eindringt. Die Druckmittelzufuhr zum Pneumatikzylinder wird durch elektrische Impulse gesteuert, welche nach Maßgabe des erforderlichen Vorschubes, beispielsweise nach einem vorbestimmten Programm, erteilt werden. Über ein mit dem Schneckenrad 36 und dem Zahnrad 14 gleichachsig gekuppeltes Kettenrad 37 und eine gekreuzte Kette 19 sowie ein Kettenrad 38 ist ein Zahnrad 20 mit dem Zahnrad 14 gekuppelt, welches über eine Zahnstange 39 einen Schlitten 21 vorschiebt, so daß die Vorschubbewegungen der Schlitten 13 und 21 zwangsläufig gleich in Richtung zur Filtertrommel 1 erfolgen. Auf diesem Schlitten 21 ist ein Abstreiferblatt 22 aus elastischem Kunststoff ähnlich wie das Messer bzw» der Schaber 10 an einem Winkelhebel 23 angebracht, der über einen Pneumatikzylinder 24 verschwenkt wird. Weiters befindet sich am Schlitten 21 ein von einem Abstreiforgan gebildeter blattförmiger Hüllschichtbegrenzer 25, dessen Aufgabe es ist, während des Aufbringens der Suspension die Dicke der die Filterfläche einhüllenden Suspensionsschicht 5 zu begrenzen und auszugleichen.

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In der Zeichnung ist dargestellt, wie ein Teil 26 der Suspension vom Hüllschichtbegrenzer 25 zurückgehalten wird und in den Trog 7 zurückfließt.

In Abstand von der Filtertrommel 1 ist -eine Reihe von Sprühdüsen 27 angeordnet. Ihr Zufluß ist durch ein Ventil 28 im Zeitpunkt der Darstellung unterbrochen, Das Ventil 28 wird von einem Pneumatikzylinder 29 betätigt.

Für den Zulauf von zu filtrierender Suspension in den Trog 7 dient eine Leitung 3o, in welche ein von einem Schwimmer 31 betätigtes Schwimmerventil 32 und ein Kugelventil 33 eingeschaltet sind. Das Kugelventil 33 wird, wenn der Trog 7 in seiner oberen Lage ist, von einem an diesem befestigten Stab 34 geöffnet. Durch diesen Zulaufmechanismus ist gewährl-eistet, daß der Trog 7 die richtige Menge Suspension enthält und nicht etwa beim Eintauchen der Filtertrommel übergeht.

Nötigenfalls kann eine Einrichtung vorgesehen sein, die das Abnahmemesser, während dieses außer Funktion ist, von etwa anhaftenden Filterkuchen- oder Precoatmaterialresten reinigt, welche eine Beschädigung der Precoatschicht beim Angreifen des Abnahmemessers bewirken könnten» Ein zellenloses Vakuum-Trommel-Drehfilter nach

der Erfindung, welches ohne Precoat arbeitet, würde sich ^ von dem in Fig. 1 dargestellten z.B. dadurch unterscheiden, I daß die Filterhilfsmittelschicht 3 wegfällt und an ihre Stelle eine dünnere Schicht von Filterkuchen tritt und ferner, daß die Teile, welche das Zustellen des Abnahmemessers 10 und des Abstreifers 22 bewirken, wegfallen·

In den Fig. 2 bis 7 sind nun die verschiedenen Filtrationsvorgänge eines Zyklus beim Arbeiten mit Precoat bzw· Filterhilfsmittelschicht dargestellt.

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Während des ersten Filtrationsvorganges (Pig»2) taucht die Filtertrommel 1 mit der Filterhilfsmittelschicht (Precoat) 3 in die im Trog 7 befindliche Suspension 8 ein. Während dieses Vorganges ist der Trog 7 durch den Pneumatikzylinder 9 in die Betriebsstellung hochgehoben. Hiebei bildet sich eine Suspensionsschicht 5 auf der Filterfläche, welche die Filterfläche einhüllt.Zwischen dieser Suspensionsschicht 5 und der Filterhilfsmittelschicht 3 bildet sich die Filterkuchenschicht 4 aus, während Filtrat in die Trommel 1 eindringt und über das Saugrohr 6 (Fig.l) abgesaugt wird. Abnahmemesser Io und Abstreifer 22 sind von der Filtertrommel 1 weggeklappt, die Sprühdüsen 27 sind außer Tätigkeit. Soll starke Bewegung und Schäumen der Suspension im Trog 7 vermieden werden, kann der Trog 7 während des Vorganges auch mehrmals für nur kurze Zeit gehoben und in der Zwischenzeit wieder gesenkt werden.

Nach Beendigung des Aufbringens der Suspension beginnt der zweite Vorgang (Fig.3) »Der Abstreifer 22 ist hier durch die Wirkung des Zylinders 24 zur Trommel 1 hin geklappt und streift die noch am Filterkuchen 4 haftende überschüssige Suspension 5 ab, welche in den mittlerweile abgesenkten Trog 7 zurückfließt. Nach dem Vorbeidrehen am Abstreifer 22 verbleibt über der Kuchenschicht 4 nur mehr wenig oder praktisch gar keine flüssige Suspension, Das Abnahmemesser 10 und die Sprühdüsen 27 sind während des Vorganges weiter außer Tätigkeit.

Hierauf folgt der dritte Vorgang (Fig.4), und zwar das Trockensaugen des Filterkuchens. Hiebei bleibt der Trog 7 abgesenkt. Abnahmemesser 10, Abstreifer 22 und Sprühdüsen 27 bleiben außer Wirkung· Dieser Vorgang wird so lange fortgesetzt, bis der gewünschte Trockenheitsgrad

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bis

des Filterkuchen erreicht ist, d.h./das Piltrat im wesentlichen auB dem Filterkuchen abgesaugt ist.

Während des vierten Vorganges (Pig.5) wird die im Filterkuchen 4 noch enthaltene Kapillarflüssigkeit verdrängt. Das Ventil 28 für die Sprühdüsen 27 wird unter Vermittlung des Pneumatikzylinders 29 geöffnet und eine Verdrängungsflüssigkeit 4o, beispielsweise reines Wasser,

wird auf die Oberfläche der Pilterkuchenschicht 4- aufgesprüht. Das Sprühen kann in mehreren aufeinanderfolgenden Schüben erfolgen. Rechtzeitig vor Ende des vierten Vorganges schließt das Ventil 28 wieder, eo daß der Filterkuchen 4 jj bis zur Abnahme wieder trocken wird» Der Trog 7 ist abgesenkt, Abnahmemesser 10 und Abstreifer 22 sind außer Tätigkeit.

wahrend des fünften Vorganges (Fig.6 ) wird

hierauf das Abnahmemesser 10 zur Filtertrommel 1 hingeklappt und nimmt den fertig filtrierten Filterkuchen 4 von der darunterliegenden PiIterhilfamittelschicht 3 ab. Der Filterkuchen 4 gleitet über das Abnahmemesser 10 und kann in geeigneter %ise aufgefangen und weiterverarbeitet werden.

Während dieses Vorganges bleibt der Trog 7 gesenkt, und der Abstreifer 22 sowie die Sprühdüsen 27 sind außer Tätigkeit, j Pig. 7 zeigt das Filter während des sechsten Vor- " ganges· Hiebei befindet sich weder Suspension noch Filterkuchen in nennenswerten Mengen auf der Filterfläche. Mittels des Zylinders 18 und der Klinke 17 wird das Klinkenrad 16 ein Stück weitergedreht und damit das Abnahmemesser 10 geringfügig zur Filtertrommel 1 verschoben. Dadurch schält das Abnahmeaesser IO nun eine dünne Schicht von der PiIterhilf smittelschicht 3 ab und erneuert somit deren Oberfläche, so daß für den folgenden Filtrationezyklus wieder eine gut durchlässige Pilterhilfsmittelschicht zur Verfügung steht.

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Das abgeschälte Filterhilfsmittel kann, wenn gewünscht, getrennt vom vorher abgenommenen Filterkuchen aufgefangen werden. Gleichzeitig mit dem Abnahmemesser 10 rückt auch der Abstreifer 22 näher zur Filtertrommel 1 und folgt somit der zurückweichenden Oberfläche der Filterhilfsmittelschicht nach, so daß er sich zu Beginn des näQhsten Zyklus (Fig.2) wieder in der richtigen Lage befindete

Es besteht nun die Möglichkeit, dieses Schälen der Filterhilfsmittelschicht (Fig.7) am Ende eines jeden Zyklus durchzuführen oder nur nach mehreren Zyklen oder fallweise nach Bedarf. Es kann aber auch unter Umständen der Vorgang nach Fig.7 entfallen und es kann eine Oberflächenschicht des Filterhilfsmittels gemeinsam mit dem Filterkuchen während des fünften Vorganges gemäß Fig· 6 vorgenommen werden. Dies kann dann erfolgen, wenn man Wert darauf legt, die Zeit zwischen dem Abnehmen des Filterkuchens (Fig.6)' und dem Aufbringen der neuen Suspension (Fig«2) möglichst kurz zu halten, um einem Eindringen von Luft in die Filtertrommel entgegenzuwirken.

Das Aufbringen der Suspension während des ersten Vorganges (Fig.2) kann beliebig lange erfolgen, wobei die Schichtstärke des Filterkuchens immer größer wird· Wenn es sich um die Filtration von Suspensionen mit geringer Feststoff konzentration handelt, die einen Filterkuchen von guter Durchlässigkeit liefern, so kann dieser Vorgang verhältnismäßig lange fortgesetzt werden, wobei die Stärke des

Filterkuchens immer weiter zunimmt. Es kann bei guter Durchlässigkeit des Filterkuchens auch die Troeknungszeit (Fig.4) und die Verdrängungszeit (Fig.5) kurz gewählt werden. Bei der Filtrierung von Suspensionen mit hoher Feststoffkonzentration, die Filterkuchen mit schlechter Durchlässigkeit liefern, muß die Zeit des Aufbringens der Suspension (Fig.2) verhältnismäßig kurz gewählt werden, um die Stärke des Filterkuchens gering zu halten. Es werden dann im allgemeinen

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auch lange Trocknungszeiten (Fig,4) und längere Verdrängungszeiten (Fig.5) erforderlich sein, um das Filtrat möglichst weitgehend aus dem Filterkuchen zu entfernen. Für Suspensionen mit viskoser Flüssigkeitsphase sind lange Tauchzeiten (Fig.2), lange Trocknungszeiten (Fig„4) und lange Verdrängungszeiten (Fig.5) erforderlich· Durch Wahl der Zeiten bzw. der Anzahl der Umdrehungen, über welche sich die einzelnen Vorgänge nach Fig.2,4 und 5 erstrecken sollen, kann auch die Filterleistung beeinflußt werden· Soll die Flächenleistung des Filters hoch gehalten werden, wird man die Zeiten nach Möglichkeit verkürzen, und wird schließlich auf Einsparung von Precoatmaterial Wert gelegt, wird man sie verlängern· Die optimalen Zeiten bzw» Anzahl der Umdrehungen während der einzelnen Vorgänge können empirisch festgestellt werden.

Die Fig.8,9 und 10 zeigen im Detail das Abnahmemesser mit der Vorrichtung zum Reinigen und Schleifen des Messerso Der das Abnahmemesser 10 tragende Messerbalken 41 ist um eine Achse 42 schwenkbar und wird durch den pneumatischen Zylinder 12 betätigt. 43 ist ein von einem federnden Stahlblech gebildeter Schaber, der an einem Arm 44 des Schlittens 13 festgelegt ist. Der Schaber 43 ist somit relativ zu der Schwenklagerung 42 ortsfest gelagert. 10 ist das am Messerbalken 41 festgelegte Abnahmemesser,dessen Schneide mit 45 bezeichnet ist.

In der Fig.8 ist das Abnahmemesser 10 in Arbeitsstellung dargestellt· Das Abnahmemesser 10 schallt die Filterkuchenschicht 4 von der Precoatschicht ab. Hiebei ist es insbesondere bei einem klebrigen Filterkuchen unvermeidlich, daß Filterkuchenmaterial auf den Messerrücken 46 gelangt und dort kleben bleibt· Solches fest haftendes Filterkuchenmaterial beeinträchtigt den Schnitt und beschädigt die Oberfläche der Precoatechicht·

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At

Beim Rückgang des Abnahmemessers 16 aus der Betriebsstellung gemäß Fig»8 gleitet der Schaber 43, welcher gegen den Messerrücken 46 vorgespannt ist, am Messerrücken 46 und entfernt auf diese Weise das dort anhaftende Material, wie dies in Pig»9 dargestellt ist.

Das Abnahmemesser Io wird nun bis in die in Fig· 10 dargestellte Endstellung der Außerbetriebslage weiterbewegt, wobei die Schneide 45 des Abnahmemessers über den von einem federnden Stahlblech gebildeten Schaber 43 gleitet. Durch die hiebei entstehende Schleifwirkung wird die Schneide 45 dauernd geschärft«,

Anstelle der in der Zeichnung dargestellten Pneumatikzylinder können naturgemäß auch Hydraulikzylinder Verwendung finden·

Als Material für die Precoatschicht kann beispielsweise Kartoffelstärke, Maisstärke, Kieselgur od. dgl. verwendet werden.

Die Erfindung ermöglicht auch solche Suspensionen in zufriedenstellender Weise zu filtrieren, die bisher von Drehfiltern der bekannten Art wegen ihrer ungünstigen Filtrationseigenschaft kaum oder überhaupt nicht wirtschaftlich filtriert werden konnten. Als Beispiele werden angeführt:

(Jeläger aus dem Lagerkeller der Brauerei. Es handelt sich hier um eine relativ dünne Suspension von zum Teil denaturierten Hefezellen, Trubpartikeln,u.U. Fällungsmitteln u.dgLin Bier. Solche Suspensionen sind wesentlich schwieriger zu filtrieren als beispielsweise Bierhefe aus dem Gärkeller.

Weingeläger, d.i. der Bodensatz von Wein-Gärgefäßen· Hier handelt es sich um eine Suspension von zum Teil denaturierten Hefezellen, Weinsteinkristallen, Trüb u.dgl. in Wein.

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Autolysierter Heferahm, d.i. eine Suspension
von teilweise entleerten Hefe-Zellhäuten in einer
Lösung von zum Teil chemisch abgebauten Hefeinhaltsstoffen, wie sie z.B. bei der Hefeextrakt-Erzeugung anfällt, die sehr schwer zu filtrieren -ist·

Bei der Filtration der 'genannten Suspensionen ist sowohl der Filterkuchen als auch das Filtrat zu gewinnen, da beide wertvoll sind.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Filtration von Suspensionen auf Drehfiltern, auf welchen das Filtrat unter der Wirkung einer Druckdifferenz zentripetal wandert, insbesondere auf zellenlosen Vakuum-Trommel-Drehfiltern, gegebenenfalls unter Anwendung eines Precoats, wobei das Aufbringen, Filtrieren und Abnehmen des Gutes während mehrerer Trommelumdrehungen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbringung der zu filtrierenden Suspension während einer oder mehrerer Filterumdrehungen unterbrochen wird, wobei das bereits auf das Filter aufgebrachte Gut abfiltriert wird und hierauf der Filterkuchen und gegebenenfalls eine Schicht des Precoats vom Filter abgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen, Abfiltrieren und Abnehmen des Gutes fortlaufend zyklisch wiederholt wird·
3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Schicht der zu filtrierenden Suspension auf dem Filter zumindest am Ende der Zeit des Aufbringens, vorzugsweise während der gesamten Aufbringungezeit, egalisiert wird·
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 t dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbringung der Suspension

auf das Filter dann unterbrochen wird, wenn der gebilde te Filterkuchen eine vorbeitimatt Stärke erreicht hat.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß nach Unterbrechung dee

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Aufbringens von Suspension überschüssige Suspension vom Filter wieder entfernt wird·
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abfiltrieren des Flüssigkeitsanteiles der nach Unterbrechung des Aufbringens der zu filtrierenden Suspension auf dem Filter verbleibenden Filtergutschicht bis zur Erreichung eines vorbestimmten Feuchtigkeitsgrades durchgeführt wird·
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet-, daß die in der Filterkuchenschicht g verbleibende Kapillarflüssigkeit in der Zeit der unterbrochenen Suspensionsaufbringung, vor der Kuchenabnahme, wenigstens teilweise durch eine andere Flüssigkeit verdrängt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, unter Anwendung eines Vakuum-Trommel-Drehfilters, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Filtertrommel 0,5 bis 2 m/sec beträgt,
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit und/oder der Saugdruck innerhalb der Filtertrommel während des gesamten Zyklus

gleich gehalten werden. i
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ' nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit einem die zu filtrierende Suspension aufnehmenden Trog, in welchen die Filtertrommel eintaucht, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Achse der Filtertrommel (1) und Flüssigkeitsspiegel im Trog (7) zwischen einem Maß, welches kleiner ist als der Filtertrommelradius, und einem Maß, welches größer i«t als der Radius des auf der Filtertrommel (1) gebildeten Filterkuchens verstellbar ist·
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Trog (7) und Filtertrommel (1) relativ zueinander heb- und senkbar gelagert sind.

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12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Flüssigkeitsepiegels im Trog (7)» beispielsweise unter Vermittlung eines Tauchkörpers (31), veränderbar ist·
13· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei welcher die Füllhöhe des die Suspension aufnehmenden Troges durch einen Schwimmer gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die zum Trog (7) führende Fülleitung (3o) ein Ventil (32) eingeschaltet ist, welches nur bei in den Trog (7) eintauchender Filtertrommel (1) oder bei in den Trog (7) eintauchendem Tauchkörper (31) die Fülleitung ( 3o) freigibt.
14. Vorrichtung mit wenigstens einem Verteilrohr für die Aufbringung der zu filtrierenden Suspension auf die Filtertrommel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mündung des Verteilrohres ein Absperrorgan (28) vorgeschaltet ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14 mit einem Abnahmemesser für die Abnahme des Filterkuchens und gegebenenfalls einer Oberflächenschicht des Precoat, dadurch gekennzeichnet, daß das Abnahmemesser (10) schwenkbar gelagert und, zweckmäßig unter Vermittlung von Pneumatik- oder gegebenenfalls Hydraulikzylindern (18), aus der Arbeitßlage und in die Arbeitslage schwenkbar ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Abnahmemesser (10) auf einem in Richtung zur Filtertrommel (1) verschiebbaren Schlitten (13) gelagert ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein die maximale Hüllschicht der Suspension

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auf der Trommel (1) begrenzendes Abstreiforgan (22) auf einem Schlitten (21) fix angeordnet ist, dessen Vorschubeinrichtung alt der Vorschubeinrichtung für den das Abnahmemesser (lo) tragenden Schlitten (13) zwangsweise gekuppelt ist.
18· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17 mit einem von der Arbeitsstellung in eine Außerbetriebsstellung beweglichen Abnahmemesser, gekennzeichnet durch einen Schaber, über welchen der der Trommel (1) zugewendete Messerrücken (46) beim Übergang in die AuBerbetriebsstellung gleitend geführt ist, vorzugsweise bis in eine ^ Lage, in welcher der Schaber (43) über die Messerschneide % (45) hinausgeht·
19· Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaber (43) von einem gegen das Abnahmemesser (10) vorgespannten federnden Stahlblech (43) gebildet ist
20·Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19» dadurch gekennzeichnet, daß bei schwenkbar gelagertem Abnahmemesser (10) der Schaber (43) relativ zur Schwenklagerung des Abnahmemessers (10) ortsfest angeordnet ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 16, 18, 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenklagerung des Abnahmemeeeers (10) und der Schaber (43) an dem zur Trommel f (1) verschiebbaren Schlitten (13) angeordnet sind·

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