DE2541233A1 - Roehrenfilterpresse - Google Patents

Description

l6. September 1975

A 157 75 Ml/De

Firma ENGLISH CLAYS LQVERING POCHIN & COMPANY LIMITED, John Keay House, St. Austell, Cornwall, England

Röhrenfilterpresse

Die Erfindung betrifft Röhrenfilterpressen, mit Hilfe derer Flüssigkeiten von Peststoffbestandteilen getrennt werden, und zwar insbesondere solche Pressen, die aus einem Paar koaxialer Röhrenkörper bestehen, die ineinander angeordnet sind und im wesentlichen aufrechtstehend gehalten werden, wobei eine undurchlässige elastische Hülse im äußeren Röhrenkörper liegt und von diesem gehalten wird, ein Filterelement den inneren Röhrenkörper umgibt und von diesem getragen wird, Auslaßeinrichtungen für die Abgabe des durch das Filterelement hindurchgetretenen Filtrats vorhanden sind und Einrichtungen, um die Röhrenkörper axial zueinander zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung zu verschieben, wobei die Anordnung derart vorgesehen ist, daß die beiden Röhrenkörper in

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Bankhaus Mere κ. Fmck & Co Telegrammadresse: Patentsenior

ihrer ersten Relativstellung eine geschlossene Ringkammer bilden, die in zwei zueinander koaxiale, nicht miteinander kommunizierende Kammern, eine Innenkammer und eine Außenkammer, unterteilt ist durch die undurchlässige elastische Hülse. Dabei ist die Innenkammer mit einer Einlaßöffnung für eine aus Flüssigkeit und kleinsten Peststoffteilchen bestehende Mischung und die Außenkammer mit einem Einlaß für ein hydraulisches Druckmedium ausgestattet. In der zweiten Stellung der Röhrenkörper ist die Ringkammer offen, so daß aus der Innenkammer das feinkörnige Peststoffmaterial ausgeräumt werden kann. In der nachfolgenden Beschreibung wird diese Röhrenfilterpresse als die hier betrachtete Röhrenfilterpresse bezeichnet.

Wenn eine hier betrachtete Röhrenfilterpresse im Einsatz ist, werden die Röhrenkörper in ihre erste Stellung bewegt, und eine Aufschlämmung, die durch Pressen gefiltert werden soll, wird in die Innenkammer durch die Einlaßöffnung eingeleitet in den Raum zwischen der undurchlässigen elastischen Hülse und dem inneren Röhrenkörper, wonach dann ein hydraulisches Druckmedium in die Außenkammer unter Druck durch deren Einlaßöffnung zwischen die undurchlässige elastische Hülse und den äußeren Röhrenkörper eingepreßt wird. Das flüssige

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Piltrat wird durch die Poren des Filterelementes hindurchgepreßt und durch die Auslaßeinrichtung aus der Röhrenfilterpresse abgegeben, während der aus dem feinkörnigen Peststoff bestehende Filterkuchen auf der Außenfläche des Filterelementes sich allmählich aufbaut. Das hydraulische Druckmedium wird dann aus der Außenkammer wieder abgelassen, wonach die Röhrenkörper in ihre zweite Stellung verschoben werden und der Filterkuchen aus der Innenkammer ausgeräumt wird. Die Filterpressen der beschriebenen Art sind der Fachwelt durch zahlreiche Veröffentlichungen und Patentschriften bekannt.

Es sind auch zahlreiche Anordnungen beschrieben worden, mit Hilfe derer die Aufschlämmung, die gefiltert werden soll, in die Innenkammer der Röhrenfilterpresse eingebracht werden kann. Bei einer Anordnung besitzt der Einlaß der Innenkammer mehrere öffnungen, die um das untere Ende des inneren Röhrenkörpers verteilt angeordnet sind und mit einer Vorkammer in Verbindung stehen, in die die zu filternde Aufschlämmung durch eine Zuführleitung unter Druck eingeführt werden kann. Die öffnungen haben im allgemeinen die Gestalt von Schlitzen oder Röhren und sind normalerweise an ihren äußeren Enden durch einen Ring aus elastomerem Werkstoff geschlossen, der vorteilhafterweise einen rechteckigen oder

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L-förmigen Querschnitt hat. Es hat sich aus praktischen Erfahrungen heraus ergeben, daß von einer solchen Anordnung Schwierigkeiten ausgehen können. Zunächst besteht die Neigung, daß die zu filternde Aufschlämmung während des Ausräumens des Filterkuchens um den Ring aus elastomerem Material herum ausläuft. Zum anderen wird der elastische Ring leicht in die den Auslaß bildende öffnung der Innenkammer hineingezogen, so daß die Gefahr besteht, daß der elastische Ring dann beschädigt wird oder verloren geht.

Mit der Erfindung wird eine Röhrenfilterpresse der beschriebenen Art geschaffen, deren Einlaß zur Innenkammer eine Vielzahl von um das untere Ende des inneren Röhrenkörpers verteilte öffnungen aufweist, die mit einer Vorkammer in Verbindung stehen, in die eine zu filternde Aufschlämmung unter Druck durch eine Speiseleitung eingebracht werden kann, wobei in die Speiseleitung ein Rückschlagventil eingesetzt ist, daß den Rückstrom der Aufschlämmung in der Speiseleitung unter hohem Druck verhindert.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Rückschlagventil in der Speiseleitung in einer Stellung angeordnet, in der der Strom abwärts fließt, und bei diesem AusfUhrungsbeispiel weist das Ventil eine Federeinrichtung

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auf, die es verschließt, wenn der Druck auf der stromauf liegenden Seite praktisch auf Null vermindert ist, und eine Führungseinrichtung, die dafUr sorgt, daß die Ventileletnente genau in der verschlossenen Stellung gehalten werden. Die Federanordnung kann beispielsweise ein Spiralring sein, der üblicherweise aus korrosionswiderstandsfähigem Material hergestellt ist und auf der Stromabseite des Ventils liegt. Die Führungseinrichtung enthält einfacherweise ein längliches Teil, dessen Querschnitt die Form eines Sterns mit drei, vier oder mehr Armen hat, wobei das längliche Teil in einem geradlinigen Abschnitt der Leitung stromauf oder stromab vom Ventil gleitet.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist das Rückschlagventil in der Speiseleitung an einer Stelle angeordnet, an der der Strom aufwärts fließt. Hierbei kann es zum Beispiel die Form eines Kugelventils haben. Bei einer derartigen Ausführung fällt die Ventilkugel aufgrund der Schwerkraft auf ihren Sitz, sobald der Speisungsdruck gegen Null geht, so daß hierfür weder Führungsmittel noch Federanordnungen erforderlich sind.

Im Betrieb dieser Röhrenfilterpressen wird in der Innenkammer ein sehr hoher Druck erzeugt, der 110 kp/em Uber-

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steigen kann, so daß Drücke von dieser Größenordnung auch in die Speisungsleitung während des Filterzyklus übertragen werden können. Es ist deshalb nötig, daß das Rückschlagventil so konstruiert ist, daß es derartig hohen Drücken standhalten kann, wenn es geschlossen ist. Des besseren Verständnisses wegen und um die Erfindung deutlicher herauszustellen, soll nun ein AusfUhrungsbeispiel anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1: einen Längsschnitt durch eine Röhrenfilterpresse gemäß der Erfindung mit einer ersten Form von Rückschlagventil;

Fig. 2: eine vergrößerte Darstellung der Rückschlagventilanordnung aus der Röhrenfilterpresse nach Fig. Ij

Fig. 3: eine Draufsicht auf die Führungseinrichtung des Rückschlagventils in Fig. 2;

Fig. 4: einen vertikalen Längsschnitt durch eine Röhrenfilterpresse nach der Erfindung mit einer zweiten Art Ruckschiagventilj

Fig. 5: vergrößert einen Ausschnitt aus der Fig. 4, der das dort verwendete Rückschlagventil im einzelnen zeigtj

Fig. 6: das Hauptbestandteil des beweglichen Teils des Rückschlagventils aus Fig. 5;

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Pig. 7: eine Draufsicht auf das Führungselement des Rückschlagventils nach Fig. 5 und 6;

Fig. 8: einen Schnitt durch eine dritte Form von Rückschlagventil für eine erfindungsgemäße Röhrenfilterpresse; und

Fig. 9: ein viertes AusfUhrungsbeispiel des Rückschlagventils der erfindungsgemäßen Röhrenfilterpresse im Längsschnitt.

Fig. 1 zeigt im Schnitt eine Röhrenfilterpresse, wie sie beispielsweise in den GB-PS 1 240 465 und 1 351 142 beschrieben ist; sie ist insgesamt mit A bezeichnet. Während des Betriebes wird eine Aufschlämmung von feinkörnigen Feststoffbestandteilen in einer Flüssigkeit, die gefiltert werden soll, in die Röhrenfilterpresse durch die Speiseleitung 1 eingeführt. Am unteren Ende der Speiseleitung 1 befindet sich das Rückschlagventil 2, das die öffnung, durch die die Speiseleitung 1 die Aufschlämmung in eine Vorkammer 3 abgibt verschließt, wobei diese Vorkammer zwischen einer inneren Endkappe 4 und einer äußeren Endkappe 5 des inneren Röhrenkörpers vorhanden ist. Von dieser Vorkammer 3 tritt die zu filternde Aufschlämmung durch zahlreiche öffnungen, die als Schlitze 6 in der Grundfläche eines kegelstumpfförmigen Ringes 7 ausgebildet sind, und wird um das untere Ende

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des inneren Röhrenkörpers herum verteilt. Die Außenenden der Schlitze 6 werden durch einen Ring 8 aus elastomärem Werkstoff verschlossen. Fig. 2 und J zeigen, daß das Rückschlagventil eine Kreisscheibe 9.aufweist, deren Randbereich auf ihrer Oberseite so bearbeitet ist, daß ein Dichtungsring 10, der beispielsweise aus einem Polyurethanelastomer hergestellt ist, darin genau Platz findet. Die Unterseite der Kreisscheibe 9 hat einen vorstehenden Mittelteil 11, der als Sitz für das obere Ende einer korrosionsbeständigen Schraubenfeder 12 dient. Die Feder 12 liegt in einer zylindrischen Vertiefung 13 in der äußeren Endkappe 5 des Inneren Röhrenkörpers. Ein längliches Führungselement l4 ist auf die Oberseite der Scheibe 9 aufgeschweißt und gleitet in der Bohrung der Speiseleitung 1. Das Führungselement Ik hat einen Querschnitt von der Gestalt eines dreiarmigen Sterns, wie dies die Fig. 3 deutlich macht.

Audi die Fig. 4 zeigt eine Röhrenfilterpresse A, jedoch ist das hier verwendete Rückschlagventil 15 von anderer Gestalt und in die Speiseleitung 1 an einer Stelle eingesetzt, die sich außerhalb des Röhrenkörpers befindet. Wie Fig. 5 zeigt, weist das Rückschlagventil 15 ein, oberes/Gehäuseteil l6 aus rostfreiem Stahl auf, das mit Hilfe eines Gewindeabschnitts 17 mit einem unteren Gehäuseteil i8 aus ebenfalls rostfreiem

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Stahl verschraubt ist. Ein Dichtungs-O-Ring 19 liegt in einer Ringnut 20 im oberen Gehäuseteil, womit die Gehäuseteile l6 und l8 gegeneinander abgedichtet sind. Das bewegliche Teil des Rückschlagventils 15 kann aus den Fig. 5 bis 7 am besten entnommen werden. Es besteht aus rostfreiem Stahl und weist einen FUhrungsabschnitt 21 auf, der auf einen Kegelstumpf 22 aufgeschweißt ist. Der Kegelstumpf

22 hat eine Mittelöffnung, in die ein kurzer Gewindebolzen

23 hineinragt. Das Führungsteil 21 gleitet in einer zylindrischen Bohrung 24 im oberen Gehäuseteil l6 und hat einen Querschnitt von etwa der Gestalt eines vierarmigen Stern, wie in Fig. 7 gezeigt. Auf dem Bolzen 23 sitzt eine Scheibendichtung 25» die z.B. aus einem Polyurethanpolymer besteht, und eine Scheibe 26 aus rostfreiem Stahl mit einer Ringnut 27 dient als Sitz für das obere Ende einer korrosionsbeständigen Schraubenfeder 28. Die Dichtungsscheibe 25 und die Stahlscheibe 26 werden durch eine Stahlmutter 29 festgehalten. Das untere Ende der Feder drückt gegen eine Abstufung 30 im unteren Gehäuseteil 18. Die Bohrung im unteren Gehäuseteil 18 ist mit einem Standardgewindeanschluß 31 versehen, in die das obere Ende eines Abschnitts der Speise-· leitung 1 eingeschraubt werden kann. Das obere Gehäuseteil 16 trägt ein Standardaußengewinde 32, mit dem es an das untere Ende eines weiteren Speiseleitungsabschnitts angeschraubt werden kann.

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Das Rückschlagventil, das in der Fig. 8 gezeigt ist, ist mit einer quadratischen Prontplatte 33 aus Flußstahl versehen, die eine Mittelbohrung 34 mit Gewinde aufweist, so daß ein genormter Rohranschluß eingeschraubt werden kann. Eine kreisförmige Platte 35 aus rostfreiem Stahl liegt an der Frontplatte 33 an und ist mit einer kegligen Mittelbohrung 36 versehen, die der Kegelfläche eines Ventilkörpers 37, ebenfalls aus rostfreiem Stahl, angepaßt ist. Mit einer O-Ring-Dlchtung 38 zwischen Frontplatte 33 und Ventilplatte 35 in einer Ringnut 39 verhindert den Austritt von zugefUhrtem Material. Der Ventilkörper ist pilzförmig mit einem Schaft, der am Ende ein Gewinde 40 trägt. Nächst dem kegelförmigen Teil 37 ist auf den Schaft eine Gummischeibe 4l und anschließend eine Scheibe 42 aus rostfreiem Stahl aufgeschoben, darauf ein Paar im wesentlichen U-förmiger Elemente 43 aus rostfreiem Bandstahl, die zueinander im rechten Winkel stehen, und diese ganze Anordnung ist mit einer Mutter 44 aus rostfreiem Stahl zusammengehalten. Ein Zylinder 45 aus Flußstahl mit demselben Außendurchmesser wie die Ventillochplatte 35 liegt mit einem Ende gegen diese Lochplatte an, während das entgegengesetzte Ende auf einer quadratischen Stahlplatte 46 aufsteht. O-Ring-Dichtungen und 48 in Ringnuten 49 und 50 von trapezförmigem Querschnitt schließen die Trennflächen dicht ab . Die quadratische RUck-

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platte 46 weist eine Mittelbohrung 51 auf, die wiederum ein Gewinde für einen genormten Rohranschluß hat. Das Loch ist von einem Kragen,52 umgeben, wodurch eine Schraubenfeder 53 zentriert gehalten wird, die den Ventilkörper gegen.die Ventilplatte 55,drückt. Die U-förmigen Elemente 4j5 haben Arme mit geraden Abschnitten 54* die als Gleitführung in dem Zylinderkörper 55 wirken und den Ventilkörper mittig darin halten sowie eine begrenzte Längsverschiebung des Ventilkörpers ermöglichen.

In Pig. 9 ist ein Kugelventil gezeigt, dessen Ventilkörper

61 aus einer Sechskantstahlstange mit einer Mittelbohrung

62 hergestellt ist. Das untere Ende der Mittelbohrung 63 ist aufgebohrt und mit Gewinde zum Anschluß eines Normrohres versehen, und auch die oberen Teile der Mittelbohrung haben einen größeren Durchmesser erhalten. An der Stelle, an der der Durchmesser der Bohrung sich ändert, befindet sich ein Absatz, dessen Kante als Sitz 64 für eine Stahlkugel 65 abgeschrägt ist. Das obere Ende der Bohrung ist wiederum mit Gewinde versehen, so daß eine Kappe 66 aufgeschraubt werden kann, die aus Sechskantmaterial hergestellt ist. Diese Kappe weist einen Anschlußstutzen mit Außengewinde für eine Standardrohranschlußmuffe auf und eine Mittelbohrung 67, die den Kanal für die Zuführung der Aufschlämmung darstellt.

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Im unteren Ende weist die Kappe Schlitze 68 auf, so daß auch bei angehobener Ventilkugel 65 stets Aufschlämmung in die Bohrung 6? hineinströmen kann. Eine elastische Dichtung 69 liegt zwischen Kappe 66 und Rumpfteil 61. Der Strom der Aufschlämmung geht vertikal aufwärts durch das Ventil.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Röhrenfilterpresse haben den Vorteil, daß die Elastomerringe, die die öffnungen verschließen, welche den Einlaß zur Innenkammer bilden, nicht mehr flüssigkeitsdicht sein müssen, wenn ein hoher Druckunterschied auftritt. Wenn das Rückschlagventil verschlossen ist, gleichen sich die Drücke auf den beiden Seiten der Elastomerringe schnell aus, so daß die Anforderungen an das Material der Ringe wesentlich geringer sind. Außerdem tritt bei geschlossenem Rückschlagventil praktisch keine zu filternde Aufschlämmung mehr an Leckstellen aus, wenn die beiden Rohrkörper für das Ausräumen des Filterkuchens in ihre zweite Arbeitsstellung verschoben sind. Jedes Austreten von Aufschlämmung aus der Vorkammer würde augenblicklich einen Unterdruck in der Vorkammer nach sich ziehen, der dann jeden weiteren Austritt von Aufschlämmung verhindern würde. Das Problem, das bei den bekannten Röhrenfilterpressen beobachtet wurde, daß nämlich der Elastomerring

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in die Öffnungen ausgedrückt wurde, welche den Einlaß von der Innenkammer bilden, was unter der Einwirkung des auf
die Außenseite des Ringes wirkenden hohen Druckes geschah, ist nun dadurch ausgeschaltet, daß die Drücke auf den beiden Seiten des Ringes ausgeglichen sind.

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Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE

1.jRöhrenfilterpresse mit einem Paar koaxialer Röhrenkörper, die ineinander angeordnet sind und im wesentlichen in aufrechter Stellung gehalten werden, von denen der äußere Röhrenkörper eine undurchlässige elastische Hülse in sich trägt, ein Filterelement auf dem inneren Röhrenkörper getragen wird, eine Auslaßanordnung zur Abgabe des Piltrats vorhanden ist, das durch das Filterelement hindurchgetreten ist, und Mittel zur Verschiebung der Rohrkörper axial zueinander zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung vorhanden sind, wobei die Röhrenkörper in der ersten Stellung miteinander eine geschlossene Ringkammer bilden, die in zwei koaxiale, miteinander nicht kommunitierende Kammern, eine Innen- und eine Außenkammer, durch die elastische undurchlässige Hülse unterteilt ist, von denen die Innenkammer einen Einlaß für eine flüssige

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Aufschlämmung von Feststoffpartikeln und die Außenkammer einen Einlaß für ein hydraulisches Druckmedium aufweisen, während in der zweiten Stellung der Rohrkörper die Ringkammer geöffnet ist, um den Filterkuchen aus der Innenkammer entnehmen zu können, wobei der Einlaß der Innenkammer eine Vielzahl von um das untere Ende des inneren Röhrenkörpers herum verteilte öffnungen aufweist, die mit einer Vorkammer in Verbindung stehen, in welche die zu filternde Aufschlämmung durch eine Speiseleitung eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in die Speiseleitung (l) ein Rückschlagventil (2,15) eingesetzt ist, die den Rückstrom der unter hohem Druck stehenden Aufschlämmung unterbindet.

2. Filterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil an einer Stelle außerhalb der zueinander koaxial angeordneten Röhrenkörper angeordnet ist.

3. Filterpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das Rückschlagventil in der Speiseleitung an einer Stelle angeordnet ist, wo die zu filternde Aufschlämmung beim Zuführen zur Innenkammer aufwärts fließt.

4. Filterpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil ein Kugelventil ist.

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