DE2558683A1

DE2558683A1 - Filtrationsapparat

Info

Publication number: DE2558683A1
Application number: DE19752558683
Authority: DE
Inventors: August Dr Guyer
Original assignee: Escher Wyss GmbH
Current assignee: Sulzer Escher Wyss GmbH
Priority date: 1975-12-24
Filing date: 1975-12-24
Publication date: 1977-07-07
Also published as: DE2558683C2

Description

Filtrationsapparat
Die Erfindung betrifft einen Filtrationsapparat, welcher in einem Gehäuse eine mit einer unter Druck stehenden Suspension beaufschlagte ringförmige Filtrationskainmer aufweist, welche zwischen einer rotationskörperförmigen Aussenfiltrationsfläche und einer in dieser geschachtelten rotationskörperförmigen Innenfiltrationsfläche gebildet ist, wobei die ringförmige Filtrationskammer an ihrem einen Ende einen Suspensionszulauf und an ihrem anderen Ende einen Produktauslass aufweist und wobei die rotationskörperförmigen Filtrationsflächen jeweils an einen Filtratsabfluss angeschlossen sind.
Bei dem Filtrationsapparat dieser Art führt man die zu behandelnde unter Druck stehende Suspension durch einen Suspensionszulauf in eine ringförmige Filtrationskammer. Die abzuscheidende Flüssigkeit dringt durch die rotationskörperförmigen Filtrationsflächen und wird als Filtrat mittels jeweils eines an den Filtrationsflächen angeschlossenen Filtratsabflusses abgeführt Das in der Filtrationskammer übriggebliebene Produkt bewegt sich durch die Filtrationskammer in Richtung zu einem Produktauslass, durch welchen das Produkt den Filtrationsapparat verlässt. Der Filtrationsapparat arbeitet also kontinuierlich mit einem ständigen Durchfluss der Suspension bzw. des Produkts zwischen den die Filtrationskammer bildenden Filtrationsflächen.
Jedoch bei manchen zu behandelnden Suspensionen bildet sich an den Filtrationsflächen eine feste Kuchenschicht und der bekannte Filtrationsapparat ist zum Filtrieren einer solchen Suspension dann nicht geeignet.
Es ist die Aufgabe dieser Erfindung, einen Filtrationsapparat zu schaffen, bei welchem die Bildung einer festen Kuchenschicht an den Filtrationsflächen verhindert wird.
Diese Aufgabe ist an einem Filtrationsapparat der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass in der ringfömrigen Filtrationskammer eine rotierende Misch-Rühr-Vorrichtung angeordnet ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die rotierende Misch-Rühr-Vorrichtung in der Filtrationskammer eine Anzahl von Stäben auf, welche gemeinsam ein rotationskörperförmiges Stabgitter bilden. Durch Drehen dieses Stabgitters- in der Filtrationskammer wird das Produkt nicht nur turbulent tangential gemischt und gerührt, sondern es entstehen dadurch auch in Umfangsrichtung an den Filtrationsflächen wirkende Scherkräfte, so dass sich an den Filtrationsflächen keine Kuchenschicht bilden kann.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die rotierende Misch-Rühr-Vorrichtung eine zwischen den Filtrationsflächen achsparallel zu diesen verlaufende Wand auf, welche einen Rotationskörper bildet und mit Löchern versehen ist. Mit Vorteil ist diese achsparallel verlaufende Wand als ein rauhes Rohr, vorzugsweise mit quer zur Umlaufrichtung angeordneten Rippen zum Fördern des Produkts ausgeführt.
Dabei werden neben dem bisher erreichten Effekt, nämlich neben dem tangentialen Mischen und Rühren und neben den in Umlaufrichtung wirkenden Scherkräften noch zusätzlich in Axialrichtung an den Filtrationsflächen wirkende Scherkräfte herbeigeführt.
Im weiteren wird der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnung näher beschrieben und erklärt. Es zeigen: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel, Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel eines Filtrationsapparats jeweils im vertikalen Querschnitt, Fig. 3 verschiedene Profilformen der Stäbe der Misch-RUhr-Vorrichtung, Fig. 4 bis 5 je eine Ausführungsform der Stäbe, und Fig. 6 eine Wand aufweisende Misch-Rühr-Vorrichtung.
Der in Fig. 1 dargestellte Filtrationsapparat weist in einem Gehäuse 1 eine ringförmige Filtrationskammer 2, welche zwischen einer rotationskörperförmigen Aussenfiltrationsfläche 3 und einer in dieser geschachtelten rotationskörperförmigen Innenfiltrationsfläche 4 gebildet ist. Die Filtrationsflächen 3 und 4 sind zylindrisch und zueinander koaxial angeordnet. Eine zu behandelnde Suspension wird unter Druck durch einen Suspensionszulauf 6 in die Filtrationskammer 2 hinein geführt und das Produkt wird aus der Filtrationskammer 2 durch einen Produktauslass 7 weggeführt. An diesem Produktauslass 7 ist ein nicht gezeichnetes Ventil angeordnet, mittels welchem ein Betriebsdruck in der Filtrationskammer 2 einstellbar ist.
Dabei dringt die Flüssigkeit aus der Suspension durch die Filtrationsflächen 3 und 4 jeweils in einen der Fläche angeschlossenen Filtratsabfluss 8 bzw. 9 und wird als Filtrat durch einen Kanal 10 bzw. 11 weggeführt.
In der ringförmigen Filtrationskammer 2 ist eine rotierende Misch-Rühr-Vorrichtung 12 angeordnet. Die Misch-Rühr-Vorrichtung 12 weist eine Anzahl von gleichmässig in Umfangsrichtung der Filtrationskammer 2 verteilten Stäben 13 auf. Diese sind in zwei Ringen 14 gehalten und bilden zusammen ein rotationsförmiges, d.h. zylindrisches Stabgitter 15. Der obere Ring 14 in der Fig. 1 ist bei einer Hohlwelle 16 angebracht, welche in einem die Filtrationskammer 2 abschliessenden Deckelteil 17 des Gehäuses 1 drehbar und axial unverschiebbar gelagert und abgedichtet ist.
Die Hohlwelle 16 wird mittels eines Motors 18 gedreht, welcher in beiden Richtungen mit Regulierung der Drehzahl drehbar ist. Der Hohlraum der Hohlwelle 16 ist nach aussen mittels eines Deckels 21 abgeschlossen.
Die Stäbe 15 sind gerade, glatte und ein rundes Profil aufweisende Stäbe. Dieses Profil ist in einem grösseren Massstab in Fig. 3 unter der Bezeichnung 151 gezeigt.
In dieser Fig. 5 sind auch andere mögliche Profile der Stäbe gezeigt#. So ist ein Quadratprofil mit 152 be-4 zeichnet. Mit 15# und 15 sind Profile mit noch anderen hydraulischen Wirkungen bezeichnet.
Es wäre auch denkbar, nur einen einzigen Stab 13 in der ringförmigen Filtrationskammer 2 umlaufen zu lassen.
Die Ringe 14 könnten dann bloss auf Arme zum Halten des einen Stabes reduziert werden.
Die Stäbe 13 könnten auch als Transportschnecken 23, wie in Fig. 5 oder als Rechenstäbe 24, wie in Fig. 4 ausgeführt sein. Solche Stäbe wären dann in den Ringen 14 um ihre Achse herum drehbar gehalten. Zum Drehen der Stäbe um ihre Achse herum ist es vorteilhaft, einen Planetenantrieb mit Planetenrädern 25 an den Stäben, welche mit einem stehenden Sonnenrad 26 zusammenwirken, vorzusehen.
Die zylindrisch#Filtrationsflächen 5 und 4 sind in dem Gehäuse 1 drehbar angeordnet, und werden mittels eines Motors 50 bzw. eines Motors 52 angetrieben.
Es ist dadurch möglich, dass sie beim Filtrieren stehenbleiben oder nötigenfalls in Bewegung gebracht werden können.
Bei dem Filtrationsapparat nach Fig. 2 ist die Misch-Rühr-Vorrichtung 12 zu der ringförmigen Filtrationskammer 2 exzentrisch angeordnet und planetenartig rotierend ausgeführt. Die Filtrationskammer 2 ist mit einer zu ihr konzentrisch angeordneten Scheibe 35 abgeschlossen. Die Scheibe 35 ist in dem Gehäuse 1 drehbar und axial unverschiebbar gelagert und abgedichtet.
Eine Welle 36 der Misch-Rühr-Vorrichtung 12 ist in der Scheibe 35 exzentrisch zu ihr drehbar und axial unverschiebbar gelagert und abgedichtet. Zum Drehen der Scheibe 35 ist ein Motor 37 vorgesehen, welcher in beiden Richtungen mit Regulierung der-Drehzahl drehbar ist. Zum Drehen der Misch-Rühr-Vorrichtung 12 um ihre Achse herum ist ein Planetengetriebe vorgesehen.
Dieses weist ein Planetenrad 38, welches an der Welle 36 der Misch-Rühr-Vorrichtung angekeilt ist und ein stehendes Sonnenrad 39 auf.
Die rotierende Misch-Rühr-Vorrichtung 12 weist eine zwischen den Filtrationsflächen 3 und 4 achsparallel zu diesen verlaufende rotationskörperförmige Wand 41 auf, welche einen Rotationskörper nämlich einen Zylinder bildet. Die Wand 41 ist mit Löchern 42 versehen, damit das Produkt durch die Wand 41 durchdringen kann. Aus demselben Grund ist auch ein die Wand 41 haltender Ring 14 mit Löchern 22 versehen.
Die achsparallel zur Filtrationskammer 2 verlaufende Wand 41 ist als ein beiderseits rauhes Rohr ausgeführt und vorzugsweise weist die Wand 41 quer zur Umlaufrichtung verlaufende Rippen 43 auf. Wie es besonders gut in Fig.6 zu sehen ist, verlaufen die Rippen jeweils entlang einer gedachten Schraubenlinie, und helfen so das Produkt auch in Richtung zum Produktablass 7 zu bewegen.
Die beiden Filtrationsflächen 3 und 4 sind im Gehäuse 1 feststehend angeordnet.
Der erfindungsgemässe Filtrationsapparat arbeitet grundsätzlich in allen Lagen im Raum. Die dargestellte vertikale Anordnung im Raum ist jedoch eine der platzsparensten.
Leerseite

Claims

P a t e n t a n 5 p r ü c h#e ( 1.~ Filtrationsapparat, welcher in einem Gehäuse eine mit einer unter Druck stehenden Suspension beaufschlagte ringförmige Filtrationskammer auSweist, welche zwischen einer rotationskörperförmigen Aussenfiltrationsfläche und einer in dieser geschachtelten rotationskörperförmigen Innenfiltrationsfläche gebildet ist, wobei die ringförmige Filtrationskammer an ihrem einen Ende einen Suspensionszulauf und an ihrem anderen Ende einen Produkt auslass aufweist, und wobei die rotationskörperför migen Filtrationsflächen jeweils an einen Filtratsabfluss angeschlossen sind, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, dass in der ringförmigen Filtrationskammer (2) eine rotierende IVl sch-Rühr-Vorrichtung (12) angeordnet ist.
2. Filtrationsapparat nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die rotierende Misch-Rühr-Vorrichtung (12) einen Stab (13) aufweist, welcher zwischen den Filtrationsflächen (3 und 4) zu der Filtrationskammer (2) achsparallel angeordnet ist und durch diese (2) entlang einer zu der Filtrationskammer (2) achsparallelen Rotationsbahn getrieben wird.
3. Filtrationsapparat nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die rotierende Misch-Rühr-Vorrichtung (12) eine Anzahl von Stäben (1)) aufweist, welche gemeinsam ein rotationskörperförmiges Stabgitter (15) bilden.
4. Filtrationsapparat nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die rotierende Misch-Rühr-Vorrichtung (12) eine zwischen den Filtrationsflächen (3 und 4) achsparallel zu diesen verlaufende Wand aufweist (41), welche einen Rotationskörper bildet und mit Löchern (42) versehen ist.
5. Filtrationsapparat nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die achsparallel verlaufende Wand (42) als ein rauhes Rohr, vorzugsweise mit quer zur Umlaufrichtung angeordneten Rippen (4#) zum Fördern des Produkts ausgeführt ist.
6. Filtrationsapparat nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Stab als Transportschnecke (2#) ausgeführt ist, welche um ihre Achse herum drehbar gelagert ist, wobei ein Planetenantrieb (25,26) zum Drehen der Transportschnecke (2#) vorgesehen ist.
7. Filtrationsapparat nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die rotierende Misch-Rühr-Vorrichtung (12) zu der ringförmigen Filtrationskammer (2) exzentrisch angeordnet und planetenartig rotierend ausgeführt ist.