DE2645704A1

DE2645704A1 - Drehfilter mit staendig rotierenden filterzellen und kontinuierlicher filterkuchenabnahme

Info

Publication number: DE2645704A1
Application number: DE19762645704
Authority: DE
Inventors: Hans Maassen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-10-09
Filing date: 1976-10-09
Publication date: 1978-04-13

Description

Bezeichnung der Erfindung:
Drehfilter mit ständig rotierenden runden Filterzellen und kontinuierlicher Filterkuchena bnahme Aktenzeichen: P 26 06 619o3 vom 1902476 Zusätzliche Erläuterungen und Patentansprüche.
Jier Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Vorteile der Hochdruckfilter und der Drehfilter in einem Filter zu vereinigen, und deren Nachteile zu beseitigen, Zu den Hochdruckfiltern zählen: Filterpressen, Kerzen - oder Patronendruckfilter, Siebfilter und Diaphragma filter, Vorteile dieser Filter : Arbeiten mit hohen Betriebsdrücken und in speziellen Fällen mit hohen Temperaturen.
Durch die hohen Betriebsdrückeyi können feinporige Filterstoffe verwendet werden. Bei den Filterpressen wird ein guter Trocknungsgrad und eine Volumenverkleinerung des Wilterkuchens erreicht, Nachteile : Absatzweiser Betrieb.
Zu den Drehfiltern zählen: Trommelfilter mit und ohne Zellen, Trommelinnenf#lter, Scheibenfilter, Plandrehfilter.
Vorteile dieser Filter : Kontinuierlicher Betrieb, kontinuierliche Kuchenabnahme, gute Waschmöglichkeit des Filterkuchens, gute Regeneration des Filterinit tels, Nachteile: Betrieb mit hohen Betriebsdrücken nicht möglich'oder nur mit unverhältnismässigem grossen Aufwand.
Durch mechanische Filterkuchenabnahme können Beschädigungen des Filtermittels auftreten, Reparatur oder Austausch umständlich, es entstehen längere BetriebsunterbrechnungenO Die Drehfilter werden in den meisten Fällen mit Vakuum betrieben.
Die Filterzellen ( Hohlräume ) werden durch eine Vakuumpumpe evakuiert, Aus konstruktiven Grinden können die Hohlräume nicht beliebig klein hergestellt werden.
Es ist daher eine große Pumpenvakuumleistung erforderlich, Bei ausdampfenden Flüssigkeiten ist eine gute Trocknung des Filterkuchens nicht möglich, weil Brüdendämpfe mit durch den Filterkuchen gesaugt werden, Durch die Erfindung ist es gelungen, die Vorteile der vorgenannten Filter in e i n e m Filter zu vereinen und die Nachteile weitestgehend zu beseitigen.
Die Erfindung weicht von den konventionellen Konstruktionen der Druck- und Drehfilter völlig ab, Um ein kompaktes, druckfestes Filter bauen zu können, ist es erforderlich, die Filterfläche und die Filterkuchenaustragseinrichtungen auf kleinstem Raum unterzubringen, ohne die Verf ahrensfunktionen zu beeinträchtigen, 1. ) AUFBAU DES FILTERS Um für alle Filteraufgaben, sei es für hohen Druck oder Unterdruck ein einheitliches Gerät zu haben, ist die erfindungsgemässe Konstruktion wie folgt aufgebaut : 1.1 Filterzelle ( Bild 5 ) Auf einer Hohlwelle ( Bild 6 und 7, Ziffo 1 ) sind die Filterelemente ( 2 oder 3 ) gesteckt.
Zwischen den Fmjterelementen befinden sich, jeweils um 1800 versetzt, die Filterkuchenauswerfer ( Bildo 5, Ziffo 4 ). Auswerfer und Filterelemente sind durch Dichtungen ( Bild 6 und 7, Ziffo 7 ) gegeneinander abgedichtet, Das Filterelementpaket wird auf der Hohlwelle durch Ringmuttern ( 5 ) zusammengepresst, Jeder Auswerfer ist auf der Hohlwelle mit zwei Kegelzapfschrauben befestigt. Durch zylindrische Stifte,( Bild 6 und 7, Ziff. 6 ) die im Auswerfer befestigt sind, und in Bohrungen der Filterelemente ( Bild 6 und 7,# u. 3 ) hineingreifen, werden diese bei der Drehung der Hohlwelle mitgenomme n.
Um das Filterelementpaket auswuchten zu können, befindet sich in der Mitte des Paketes eine Auswuchtscheibe ( Bild 5, Zif. 8 ). Diese Scheibe hat die gleiche Form wie die der jeweiligen Eilterelemente. Die Auswuchtscheibe nimmt aber nicht an der Filterung teil und besteht aus Vollstahl mit entsprechenden Korrosionsschutz oder nicht-rostendem Stahl, Die Hohlwelle hat an jedem Sitz der Filterelemente Bohrungen, über die das Filtrat hindruchgedrückt oder abesaugt wird.
Das Filterpaket mit der Welle ist in Rollenlager, die in den Stirnplatten ( 9 ) des Mantelrohres ( lo) befestigt sind, gelagert. Die Rollenlagergehäuse bilden eine Einheit mit den Stirnplatten.
Die Gehäuse haben Kühlrippen und werden durch die Abluft des gekapselten Druckluftmotors ( Bild 5, Ziffer 11 ) gekühlt. Das Rollenlager im gekapselten Filtratabsaugkopf ( 12 ) kann auch durchg esonderte Kühlluft gekühlt werden, Die Lager werden nach aussen hin durch Gleitringdichtungen abgedichtet.
Das Mantelrohr ( Bild 5 Zif, lo ) umschliesst das Filterpaket und hat zur Filterk&chenauswurfseite einen Schlitz mit einem Uffnungswinkel von 450, entspreohend der Läge des Filterpakets.
Zwei weitere sich gegenüberliegende Schlitze mit einem Öffnungswinkel von 450 befinden sich an den Enden des Mantelrohres.
Am Mantelrohr sind zwei Befestigungselemente vorhanden, mit denen die Filterzelle an den Speichen ( 13 ) des Hauptantriebes befestigt wird.
Das Mantelrohr kann auch je nach Bedarf mit einem Heiz- bzw. Kühlmantel umgeben werden. Heiz- bzw.
Kühlmittel werden über einen Steuerkopf zu- und abgeführt.
Wenn es aus Verfahrens technischen Gründen erwünscht ist, den Filterkuchen während der Wasch- und Trock phase vom Brüdenraum zu trennen, kannd as Mantelrohr mit einem Perkussionsdrehverschluss ausgerüstet werden. Der Verschluss deckt die Schlitze auf der ganzen Länge ab. Schliessenbei Wasohbeginn und Öffnen vor dem Kuchenauswurf werden durch pneumatische oder hydraulische Schliesser durchgeführt.
Die Filterzellen haben für alle Filtergrößen die gleichen Abiaessungen. Die Längen L und L 1 (Bild 3), die Durchmesser d 3 und d 4, sowie der Abstand s, Bild 4, bleiben immer konstant. Die Länge des druckfesten, zylindrischen Filtergehäuses L 2 ( Bild 3 ) bleibt ebenfalls konstant, Die Vergrösserung der Filterfläche des gesamten Filters wird durch eine grössere Anzahl der Filterzellen erreicht.
Dadurch ändern sich die Durchmesser d, dl und d 2, ( Bild 4 ) , sowie die Axhähe h. Die Länge L 3 ( Bild 3 ) des Speichenzwischenstückes wird den verschiedenen Durchmessern angepasst.
1o2 DIE FILTEREIEIENTE ( Bild 6 und 7 ) Sie werden nach der Filteraufgabe ausgewählt. Die Elementgrundform ist die doppelte, kegelige Scheibe oder Zylinderstücke mit der gleichen Breite der Scheiben, Die Abmessungen der Elemente sind für alle Filtergrössen gleich.
Für dickaufbauende Filterkuchen werden Scheibenelemente mit großem Zwischenraum ( Bild 6, Zif. 2 ) eingesetzt, Für Filterkuchen in Dicken bis a. 5 mm werden Scheibenelemente in geringerem Abstand ( Bild 7, Zif. 3 ) verwendet, Der Scheibengrundkörper besteht aus eihem porösen Kunststoff. Die Halbscheiben werden mit einem Spezial kleber oder durch Spiegelschweissung verbunden.
Die Halbscbeiben können auch aus anderem porösen oder perforiertem Material hergestellt sein. Sie können mit Metall- oder Textilgewebe überzogen werden.
Zwischen den Halbscheiben ist eine Scheibe aus Kunststoff oder anderem Material (14 ) eingebaut, Die Scheibe hat auf beiden Seiten Rippen ( 15 ), die vom Umfang bis zur Narbe oder Welle verlaufen. Sie dienen einmal als statische Abstützung für die Filterhalbscheiben bei hohen Drücken und zum anderen zur Ableitung des Filtrats zu den Ablaufbohrungen bei der Drehung der Filterscheibe, Durch das geringe Volumen der Hohlräume zwischen den Filterhalbscheiben wird bei einem Vakuumbetrieb die Leistung der Vakuumpumpe erheblich kleiner, Das kleine Volumen wirkt sich auch günstiger bei Gas- oder Luftdruckstößen aus, Die Druckstöße wirken schneller und intensiver, weil eben das Expansionsvolumen klein ist, Bei Änderungen des Filterprogramms werden nur die Filterelemente ausgetauscht, das Grundsystem bleibt gleich, Austausch der Elemente bei Änderungen, Alterungen und Reparaturen erfolgt schnell und einfach mit einer besonders hierfür konstruierten hydraulischen Vorrichtung. Das Filterpaket kann durch eine Mannlochöffnung ( Bild 3, Zif. 12 ) nach Abmontieren des Filtratabsaugkopfes mit Stirnplatte zur Stirnseite des Filtergehäuses herausgezogen werden und ein neues Paket mit derselben Vorrichtung eingeschoben werden.
Das Mantelrohr ( Bild, Zif. lo ) mit Antrieb muss für diese Arbeiten nicht demontiert werden0 Ein ganz entscheidender Vorteil der erfindungsgemäßen Filterelemente ist das Breitenverhältnis B zu 2 x B/ 2 ( Bild 6 und 7 )e Dadurch ist es möglich, die Filterfläche ohne Längenänderung der Welle oder Filterzelle zu verdoppeln, Es kann in einem Filtergehäuse, ohne die Abmessungen zu ändern, z,B, eine Filterfläche von 20 - 40 qm untergebracht werden, Diese Möglichkeiten bieten die bisher bekannten Filterkonstruktionen nicht.
1.3. DER HAUPTANTRIEB ( Bild 3 und 4 ) Die Hauptwelle ( Bild 3, Zif. 3 ) ist eine Hohlwelle und im druckfesten Gehäuse ( 1 ) in wartungsfreien Gleitlagern ( 4 ) gelagert. Die Lager sind auf Träger ( 5 ) befestigt. Die Träger ruhen auf Lagerböcken, die am Gehäuse angeschweisst sind.
Auf der Hauptwelle sind zwei Naben( Bild 3, Zif.
6 und 7 ) aufgeschweisst. Die Naben bestehen aus zwei zusammengeschweissten, druckfesten Behälterböden.
Auf der Hauptwelle sind weiter die Steuerköpfe ( Bild 3, Zif. 8 u. 9 ) montiert, Über dem Steuerkopf ( 8 ) werden die Druckluftmotoren mit Antriebsluft versorgt und für den Wasch- und Trockenvorgang des Filterkuchens die Waschflüssigkeit und Pressluft gesteuert, Weiter kann über den Steuerkopf ( 8 ) Oxydationsluft oder ein anderes Gas gEleitet oder gesteuert werden, Der Steuerkopf ( 9 ) dient zur Filtratabsaugung, Hier werden Vorfiltrat, Hauptfiltrat und Waschfiltrat gesteuert und abgesaugt. Über diesen Steuerkopf ( 9 ) erfolgt auch der Luft- oder Gasdruckstoß für die Lösung des Filterkuchens zur Ablösung von den Filterscheiben. Dasgleiche gilt für die Reinigung.
Die Zu- und Ableitungen der einzelnen Medien sind am feststehenden Teil der Steuerköpfe montiert, Die zeitlichen Verfahrensabläufe werden durch Verdrehen der Steuerscheiben geregelt, Die Steuerscheiben werden ton aussen durch einen Pressluftantrieb unabhängig von einander verstellte Durch eine gleichlaufende Stellungsanzeige kann diese Operation beobachtet werden.
Bei drucklosen Filtern werden die Steuerscheiben durch ein Federpaket zusammengepresst. Bei Druckfiltration zusätzlich durch den Innendruck. Ist der Innendruck im Filter sehr hoch, werden die Steuerköpfe mit einer Druckentlastung ausgerüstet.
Die kompletten Filterzellen werden mit ihren Befestigungselementen an den Speichen ( Bild 3, Zif. 11-) befestigt. Der Radius des Teilkreises der Filterzellen bei unterschiedlichen Filtergrössen wird durch das Speichenzwischenstück, mit der Länge L3( Bild3) ausgeglichen.
Der Hauptantrieb wird an dem herausragenden Wellenende angeschlossen und besteht aus einem stufenlos verstellbaren Druckluft- oder Elt.-Antrieb. Die Wellenabdichtung ( Bild 3, Zif. 13 ) ist eine Gleitringdichtung und wird mit dem Mannlochdeckel ( 14 ) nach beendigter Innenmontage zusammen auf die Welle aufgeschoben.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion zeigt sich auch hier wieder, Die Einzelteile sind so konstruiert und gewichtsmässig ausgelegt, dass ohne Schwierigkeiten der gesamte Innenaufbau des Filters durch die Mannlochöffnungen durchgeführt werden kann, Für alle Filtergrössen werden gleiche Bauelemente verwendet, 104. DAS FILTERGEHÄUSE ( Bild 3 und 4 ) UND DIE J?ILTERKUGHENAUSTRAGSVORRI OHTUNGEN ( Bilder 8,9, lo, 11 und 12 ) 1. 41 Durch die kompakte Konstruktion des erfindungsgemässen Filters ist es möglich geworden, eine große Filterfläche in einem zylindrischen, druckfesten Gehäuse unterzubringen, Im Bild 2 ist ein maßstäblicher Vergleich dargestellt. Beide Filter haben eine Filterfläche von 20 qm. Bild A zeigt die erfindungsgemäße Konstruktion in druckfester Ausführung ( lo bar )F wobei hier noch die Filterfläche durdh Verwendung der Filterelemente nach Bild 7, Zif. 3 um 20 qm vergrdssert werden kann, Bild 2 B zeigt die heutige Bauweise in nichtdruckfester Ausführung, aber mit Brüdenhaube, Hier zeigt sich der wesentliche Vorteil der neuen Konstruktion, Der Platzbedarf und umbaute Haum ist kleiner, dadurch entstehen Kostenersparnlsse O Das Filtergehäuse ( Bild 3, Zif. 1 ) wird aus einem Werkstoff hergestellt, der den jeweiligen Anforderungen an Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit entspricht.
Die zylindrische Länge L 2 ( Bild 3 ) des Gehäuses bleibt bei allen Filtergrössen konstant.
Die Stirnseiten des Gehäuses werden mit druckfesten Behälterböden verschlossen, bei kleinen Filtern angeflanscht, bei grossen angeschweisst, Für die Montage und Wartung sind entspreehende Mannlöcher ( 12 und 14 ) vorgeHehenO And em zylindrischen Filtergehäuse ist eine druckfeste Auswurfeinrichtung ( Bild 4, Zif. 2 ) angebracht, Der zylindrische Mantel erhält hier eine Öffnung von der Länge L ( Bild 3 ) und der Höhe h 1 ( Bild 4 ).
Um die durch den Innendruck entstehenden Zugkräfte aufnehmen zu können, erhält der Gehäusemantel Zugbänder ( Bild 3 und 4, Zif. 15 ). Die beiden äusseren Zugbänder bilden gleichzeitig die seitlichen Abschlusswände der Auswurfeinrichtung ( 2 ) und des Abwurfschachtes ( Bild 4, Zif. 4 )O Die zwischen den äusseren Zugbändern liegenden 4 anderen Zugbänder sind mit dem Auswurfgehäuse ( 2) und dem Abwurfschacht ( 4 ) ebenfalls verschweisst O In dem Abschlussdeckel ( Bild 4, Zif. 3 ) sind im gleichen Abstand wie die Zugbänder ebenfalls Versteifungen ( Bild4, Zif. 3 a ) eingeschweisstO Dadurch ist bei angeschraubtem Deckel ( Zif. 3 ) der Kraftschluss gesichert.
Die Auswurföffnung, das Auswurfgehäuse (2) und der Abwurfschacht (4) sind für alle Filtergrössen gleich.
1.42 Die Austragsvorrichtung für den Filterkuchen kann den verschiedenen Arten dieses Produktes angepasst werden. In den Bildern 8-12 sind die erfindungsgemässen Möglichkeiten dargestellt, Bild 8 Dirvom Auswerfer herausgeschleuderte Filterkichen prallt gegen eine schräg gestellte Platte ( 6 ) und rutscht durch die Schwerkraft und dem nachfolgenden Filterkuchendruck in den Abwurfschacht ( 4 ). Eine Förderschnecke ( 5) tranportiert den Kuchen zur Weiterverwendung ab. Die Prallplatte ( 6 ) ist mit einem gleitfähigen Kunststoff überzogen. und ist konstruktiv mit dem Verschlussdeckel ( 3) fest verbunden, Die gesamte Ableiteinrichtung kann mit dem Deckel zur Wartung und Reparatur zusammen ausgebaut werden.
Die Vorrichtung, der Abwurfschacht und die Transportschnecke sind für alle Filtergössen gleich, weil immer nur 2 bis 3 Filterzellen in der Abwurfzone den Filterkuchen abschleudern, Bild 9 Bei dieser Austragsvorrichtung wird der Filterkuchen durch ein Luftdüsensystem ( 9 ) , welches über die Länge der Auswurfössnung installiert ist, in den Abwurfschacht geschleudert. Die Luftdüsenrohre sind an einem Luftverteiler ( lo ) angeschlossen, Bild lo Filterkuchen, die eine grosse Klebefähigkeit haben, werden mit dieser Vorrichtung ohne Schwierigkeiten ausgetragen. Der Filterkuchen wird gegen das hustragband ( 7 ) geschleudert. Der Kuchen fällt teilweise durch die Schwerkraft in den Abwurfschacht und noch anklebende Reste werden mit dem Abstreifband nach unten transportiert, Ein Abstreifer ( 8 ) nimmt die Kuchenreste ab und sie fallen in den Abwurfschacht ( 4 ). Die gesamte Abstreifvorrichtung mit dem Bandantrieb ist konstruktiv fest mit dem Deckel ( 3 ) verbunden und kann zur wartung und Reparatur gemeinsam ausgebaut werden Bild 11 Sollen Filter mit höheren Systeminnendruck ( höher als lo bar ) betrieben werden, dann ist evtl, eine Filterkuchenaustragsvorrichtung vorzuziehen, die innerhalb des zylindrischen Filtergehäuses ( 1 ) liegt.
Das Grundprinzip der erfindungsgemässen Konstruktion wird dadurch nicht verändert. Es ändern sich auch nicht die äusseren Abmessungen des gesamten Filters.
Der Filtratabsaugkopf ( 13 ) und der Zellenantrieb ( 11 ) werden an einer Seite der Filterzelle ( lo montiert, so dass die gegenüberliegende Stirnseite der Filterzelle offen ist. Hier befindet sich lediglich das Rollenlager des FilterelementpaketesO Das Rollenlager ist mit 2 Stegen am Mantelrohr der Filterzelle befestigt, so dass hier ein grosser, freier Querschnitt vorhanden ist.
Der von den Filterelementen abgeschleuderte Filterkuchen wird gegen das Mantelrohr der Filterzelle geschleudert. Ein Schneckenband ( 14 ), welches mit der Filterelementenwelle fest verbunden ist, und sich mit der gleichen Drehzahl mitdreht, befördert den Filterkuchen zur offenen Strinseite der Zelle.
Anstelle des Schneckenbandes können auch schräggestellte Auswerfer ( Paddel ) den Kuchentransport übernehmen. Der Filterkuchen fällt in den Abwurfschacht ( 4 ) und wird durch die Transportschnecke nach aussen transportiert. Die Transportschnecke geht #uer durch das Filtergehäuse und hat an jedem Endendes Schneckenrohres eine Austragsöffnung0 Die Schnecke kann links oder rechts herumdrehen, sie ist umsteuerbar.
Damit der Systeminnendruck des Filters nicht enteine weichen kann, muss geeignete Vorrichtung die AuS-tragsöffnungen absperren und gleichzeitig den Filterkuchen passieren lassen.
Dafpr bieten sich zwei Möglichkeiten an.
1043 An die Austragsöffnung der Förderschnecke ( Bild lo, Zifo 11 ) wird ein Zellenrad angebaut, das mit der Drehvorrichtung der Förderschnecke gekuppelt ist oder einen Einzelantrieb hat.
Damit sich das Druckmittel, Gas, Dampf oder Pressluft nicht schlagartig entspannen kann, ist es uçUO erforderlich, zwei Zellenräder hinter einander anzuprdnen, Diese Methode hat folgende Nachteile: 1044 Das Druckmedium entweicht ständig in kleineren Mengen ( Zellenradvolumen x Drehzahl ) nach aussen und muss ersetzt werden.
1. 45 Druckmedien, die nicht nach aussen kommen dürfen, können nicht verwendet werden, Z.B. giftige Stoffe oder Flüssigkeiten und Gase, die einen niedrigen Siedepunkt und Falmmpunkt haben, Das gleiche gilt auch für den Filterkuchen, der e#tl. Nachgasen oder mit der Umgebungsluft oxydierenkann, wenn dieses aus verfahrenstechnischen Gründen nicht sein darf, Dieses Verfahren eignet sich auch nicht für die Gewinnung von Filterkuchen, der steril bleiben muss und evtl. unter einer Schutzgasatmosphäre weiterverarbeitet wird.
Diese Methode ist also nur bedingt einsetzbar.
1.46 Die zweite Möglichkeit ( Bild 12 ) ist erfindungsgemäß universell einsetzbar. Der abgeschleuderte Filterkuchen fällt in die bereits vorherbeschriebene Abwurfeinrichtung ( 2 ) oder nach Bild 11, Zif. 4 in die Förderschnecke (5) . Die Förderschnecke ist druck- und gasdicht und hat an jedem Ende des Schneckenrohres eine Austragsöffnung mit dem Absperrorgan ( 6 )¢ An diese Öffnungen werden je ein druckfester, absperrbarer Behälter ( 7 ) angeschlossen. Die Behälter sind über eine Druckausgleichsleitung ( 8 ) mit dem Druckraum des Filters verbunden. Die Förderschnekoke ist in der Drehrichtung umsteuerbar und kann nach links oder rechts fördern. Der in der Förderrichtung angeschlossene Behälter ( 7 ) wird mit dem Filterkuchen gefüllt.
Durch eine geeignete Niveaureglung wird beim Erreichen des höchsten Füllstandes im Behälter die Förderschnecke automatisch umgeschaltet, Sie fördert nun den Kuchen in den anderen, leeren Behälter.
Der volle Behälter wird nun von der Austragsöffnung der Schnecke gelöst und der Filterkuchen kann zur weiteren Bearbeitung luft- und gasdicht verschlossen abtransportiert werden. Ein neuer, leerer Behälter wird angeschlossen.
So kann kontinuierlich der Filterkuchen abtransportiert werden,ohne dass dabei der Systemdruck im Filter absinkt, oder nicht gewünschte Reaktionen mit der Umgebung erfolgen.
1,5. FILTERKUCHEN#AScHVORRIcHTUNG FILTERKUCHENTROCENUNG GAS- ODER LUFTEINBLASUNG FILTERINNENREINIGUNG 1051 Um Filtratreste aus dem Filterkuchen zu entfernen, wird dieser gewaschen. Eine Waschflüssigkeit wird auf die Oberfläche des Kuchens gesprüht oder hindurchgesaugt oder gedrückt. Bei konventionellen Trommeldrehfiltern sind über die ganze Länge der Trommel im Waschzonenbereich mehrere Rohrleitungen nebeneinander angeordnet, die mit Düsen versehen sind. Die Drehzahl der Trommel wird bestimmt durch die Zeit der maximalen Filterkuchenbildung. Der in der gleichen Zeit oder Drehzahl unter den Waschdüsen vorbeiwandernde Kuchenwird dabei meistens "tberwaschen " , oder anders ausgedrückt, der Waschvorgang dauert länger als erforderlich und der Waschflüssigkeitsverbrauch ist entsprechend grösser.
Dieser Nachteil wird durch die Erfindung beseitigt.
Auf dem Mantelrohr ( Bild 8, Zif. lo ) jeder Filterzelle sind soviel Waschdüsen ( lo a ) eingeschraubt, wie es Zwischenräume der Filterscheibe gibt, zuzüglich zwei Düsen für die Aussenseiten der äusseren Linken und rechten Filterscheibe des Filterpaketes.
Die Düsenöffnungen sind in die Zwischenräume gerichtet. Die Waschflüssigkeit wird über den Steuerkopf ( Bild 3, Zif. 8 ) und der Anschlussleitung ( Bild 8, Zif. lo b ) durch Injektion der Preßluft ebenfalls über den Steuerkopf angesaugt.
Die Preßluft wird über die Leitung ( lo c ) gedrückt.
Das Wasser/ Luftgemisch wird auf die Oberfläche aufgesprüht.
Beim Waschvorgang drehen sich die Filterscheiben ( Filterpaket ) je nach Erfordernis mit 83 bis 1 Umdrehung pro Sekunde, Dadurch kommt die Filterkuchenoberfläche intensiv in Kontakt mit der Waschflüssigkeit.
Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass unabhängig von der Drehzahl der Hauptwelle des Filters die Drehzahl des Filterpaketes durch den Einzelantrieb variiert und die Häufigkeit der Oberflächenbenetzung des Kuchens individuell eingestellt werden kann0 Dadurch wird ein optimaler Waschflüsskeitsbedarf erreicht, doho der Bedarf an Waschflüssigkeit an Waschflüssigkeit ist so gering wie möglich.
Der Anfangspunkt, bzw, Waschbeginn und der Endpunkt bzw. Waschende können unabhängig voneinander am Steuerkopf eingestellt werden. Dadurch ist es möglich, die Waschzeit genau einzustellen und die Wegstrecken der Wasch- und Trockenzonen aufeinander abzustimmen, Auch in diesem Fall ist der Vorteil der Erfindung klar zu erkennen.
1.52 Nach Beendigung der Waschphase setzt die Trocknungsphase ein, Die Trocknungszeit des Filterkuchens wird wie in der Waschphase bei konventionellen Anlagen wieder durch die Drehzahl oder die Drehzeit der Filtertrommel bestimmt und eingegrenzt.
Es ist z.B. nicht möglich, die Drehzahl der Filtertrommel zu Gunsten der Trocknungszeit zu verringern, weil dann durch die übermässige Dicke des sich aufbauenden Filterkuchens die Durchsatzleistung des Filters sinken würde. Der Trocknungsgrad des Filterkuchens ist daher begrenzt.
Will man bei konventionellen Anlagen den Trocknungsgrad erhöhen, muß ein mitlaufendes Preßband oder Preßringe den Kuchen zusätzlich zusammendrücken.
Der Trocknungsvorgang bei ko#ventionellen Konstruktionen wird z.B0 erheblich erschwert, wenn das Drehfilter mit einer Brüdenhaube abgedeckt werden muss.
Die zur Trocknung des Filterkuchens angesaugte Luft enthält hohe Feuchtigkeitsanteile. Der Brüdenraum ist bei den konventionellen Konstruktionen von der Trocknungszone nicht zu trennen.
D urch die erfindungsgemäße Konstruktion werden diese Nachteile beseitigt, Die Filterzellen##1nstruktion ist schon im Abschnitt 1.1 beschrieben worden, Das Filterpaket wird von dem Mantelrohr fast ganz umschlossen, es bleibt nur ein Auswurfschlitz von 450 übrig, Wenn der Waschvorgang durch die Steuerscheiben im Steuerkopf beendet wird, dann wird weiter über den Steuerkopf Luft oder ein anderes Gas je nach Filteraufgabe über die Waschdüsen in die Zwischenräume des Filterpakets geblasen. Durch eine geringe Volumenvergrösserung des eingeblasenen Gases oder der Luft innerhalb des Mantelrohres wird ein Ansaugen von Brüdendämpfen verhindert, dadurch wird der Trocknungsgrad des Kuchens schon erheblich verbessert, Eine weitere Verbesserung wird erreicht, wenn erwärmte Luft eingeblasen wird.
Durch die Drehung des Filterpaketes kommt die Oberfläche des Filterkuchens intensiv mit der Luftdusche in Berührung, und auch dieser Vorgang ist unabhäqgg von der Drehzahl der Hauptwelle.
Durch die Steuerscheiben wird der Beginn und das Ende des Trocknungsvorganges eingestellt.
Beim Beginn der Auswurfphase bis zu ihrem Ende sind von dieser Seite alle Zuführungen der Medien durch den Steuerkopf geschlossen.
1053 Um das Filtrat schon im Filter mit Gas anzureichern, oder Vorgänge wie z.B. das Austreiben von nichtgewünschten Gasen, oder Ausfällung von Feststoffteilchen zu beschleunigen, oder Oxydationsvorgänge zu erzeugen, wird durch die Rohrleitungen, ( Bild 8, Zif. lo c ) durch die vorher Preßluft für den Wasch- und Trocknungsvorgang geströmt ist, entweder Gas oder Preßluft gedrückt.
An den Rohren ( i lo, c ) sind Düsen ( lo d ) angebracht, durch die das Gas oder die Luft in das Filtrat eingeblasen wird. Durch die Waschdüsen wird jetzt ebenfalls Gas oder Luft in die Zwischenräume des Filterpaketes eingeblasen.
Während der Drehung der Filterhauptwelle wandern die Filterzellen im Kreis bogen durch das Filtrat, dadurch entsteht ein Gegenstromeffekt und eine sehr gute und feine Verteilung der Luftblasen in der Flüssigkeit. Durch die kontinuierliche Drehung des Filterpaketes wird auch hier eine intensive Verteilung der Luft erreicht.
Die Luftdüsen ( lo d ) stehen in einem Winkel zur Wand des Filtergehäuses. Beim Durchlaufen der Kreisbahn der Filterzellen im Filtrat wird durch die eingeblasene Luft eine kräftige Strömung erzeugt, die Ablagerungen aufwirbelt und die Suspension in Schwebe hält. Dieser Vorgang wird wiederum durch die kontinuierliche Drehung des Filterpaketes verstärkt.
Die äusseren Filterkuche,zauswerfer haben eine Schrägstellung derart, dass eine Strömung bei der Drehung des Filterpaketes zur Mitte des Paketes erzeugt wird. Dadurch ergibt sich eine Pumpwirkung ( s. Bild 5 ) und das Filtrat der Randzone wird dabei ständig angesaugt und durch den Auswurfsciilitz wieder herausgedrückt.
Damit ist sichergestellt, dass sich keine Peststoffe durch die Schwerkraft absetzen können. Eine zusätzliche Rühreinrichtung wie bei konventionellen Bauarten ist nicht erforderlich.
1054 Für viele Verfahrensprozesse ist es wichtig, dass nach der Beendigung der Filterung ( Arbeitszeitende usw, ) das Filter von innen gut gereinigt wird, um unerwünschte Nebeneffekte bei Beginn der neuen Filterung zu vermeiden. Dieses gilt ganz besonders für die Nahrung- Getränke- und Genussmittelindustrie, der Pharmazie und Biochemie.
Bei allen Druck- oder Drehfiltern konventioneller Konstruktion ist die Reinigung nur mit einem grossen Waschflüssigkeitsaufwand und7 oder nur unvollkommen durchzuführen, Bei einem Trommeldrehfilter mit Brüdenhaube z.B.
können Inkrustationen in der ßrüdenhaube nur schwer beseitigt werden und erfordern viel Zeit und manuellen Aufwand.
Bei I)ruckfiltern kann eine gründliche Reinigung nur durch diverse Durch- oder Rückspülungen erreicht werden, Die erfindungsgemäße Konstruktion beseitigt diese Nachteile.
Nach Beendigung der Filterung wird der Filtratrest abgelassen. Durch das kleine Gehäusevolumen der erfindungsgemässen Konstruktion entstehen dadurch nur geringe Restmengen, Bei der Reinigung des Filters arbeitet es wie im Filtrationsprozess weiter. Nun wird anstelle von Preßluft, Gas oder Filterkuchenwaschflüssigkeit durch alle Rohre ( Bild 8, Zif. loc ) kalte oder heisse Reinigungsflüssigkeit gedrückt. Durch die Drehung der Hauptwelle des Filters werden alle Innenzonen mit einem scharfen Strahl Reinigungsflüssigkeit abgesprüht.
An den beiden Enden der Düsenrohre ( lo c ) ist jeweils eine weitere Düse vorhanden. D.h. z.B. bei lo Filterzellen wären an jeder Seite lo Düsen vorhanden, Diese Düsen haben alle eine unterschiedliche Spritzrichtung, die alle Zonen des Filterinnenraums erfasst, Die Reinigungsflüssigkeit wird über die Filterzellen abgesaugt, Die Rückstände bilden einen Filterkuchen, der in diesem Fall nicht durch Preßluft von den Filterelementen gelöst wird, sondern durch die Reinigungsflüssgkeit, die durch die Hohle welle des Filterpaketes gedrückt wird.
Der Rückstand fällt in die Austragsvorrichtung und wird von hier aus weiter in Auffangbehälter transportiert ( Bild 12 ).
Beim Vorbeilaufen der Filterzellen an der Austrageinrichtung wird auch diese und nachfolgende Einrichtung durch intensive Bedüsung und Spülung gereinigt.
Das Reinigungsfiltrat wird so lange in der Kreislauf zurckgegeben bis keine Rückstände mehr vorhanden sind. Die Schlußspülung erfolgt dann mit frischer Reinigungsflüssigkeit unter evtl. Beigabe von Desinfektionsmittel0 Während des Reinigungsvorganges kommt niemand mit der Reinigungsflüssigkeit in Berührung. Das ist besonders wichtig, wenn es sich um giftige Stoffe, Lösungsmittel mit niedrigem Flammpunkt oder andere NebenikFungen handelt.
Die Vorgänge im Innern des Filters können durch Schaugläser beobachtet werden. Der Innenraum ist durch aussenangebrachte Lampen ausgeleuchtet.
20 ZUSAMMENFASSUNG Die erfindungsgemasse Konstruktion des Zellendrehfilters erfüllt die Forderungen: 2.1 Filtration unter hohem Systemdruck und hohen Temperaturen.
2.2 Filterflächenvergrösserung um 400S bei vergleichbaren Abmessungen bisheriger Konstruktionen.
2k3 Kontinuierlicher Betrieb 2.4 Austauschbarkeit der Filterbauelemente bei allen Filtergrössen.
2.5 Einfache und leichte Reinigung des Filters ohne Filterelemente demontieren zu müssen. Leerseite i te

Claims

30 PATENTANSPRUCHE 3o1 le Patentanmeldung Vom l9o2o76 , Akz. P 26 o6 61903 Drehfilter zur Filterung von Suspensionen oder dickflüssigen Schlämmen, mit ständig rotierenden runden Filterzellen und kontinuierlicher Filterkuchenabnahme, bei ununterbrochener gleichbleibender oder wechselnder Drehzahl der Hau#twelle, dadurch gekennzeichnfßt, dass der Filterkuchen von der einzelnen Filterzelle ( 1 ) durch eine hohe Drehzahl der einzelnen Zelle unter Ausnutzung der Fliehkraft abgeschleudert wird.

20 Drehfilter nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, dass jede runde Filterzelle am Umfang über die gesamte Filterzellenlänge einen oder mehrere abstreifer aus elastischem Material erhält, 3o Drehfilter nach Anspruch 1. und 2., dadurch gekennzeichnet, dass durch ein feststehendes Preßband ( 3 ), an dem die runden Filterzellen während der Drehung abrollen, der Filterkuchen ausgepresst wird, Der Auspreßdruck ist einstellbar.

40 Drehfilter nach Anspruch los 2. und 3. , dadurch gekennzeichnet, dass die runden Filterzellen während des Eintauchens in die Rohflüssigkeit eine höhere Drehzahl erhalten und dadurch auch als Rührer arbeiten, 3.20 Neue, zusätzliche Patentansprüche 5o Ein Drehfilter nach den Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Filterzelle aus mehreren, kegeligen Filterhalbscheiben besteht, Je zwei Stück kegelige Filterhalbscheiben sind zu einer kegeligen Filterdoppelscheibe zusammeng-eklebt, geschweisst oder geschraubt, Zwischen den Filterhalbscheiben ist eine Trennscheibe eingebaut, die den Hohlraum zwischen len Scheiben in zwei Hälften trennt, Die Trennscheibe hat auf beiden Seiten Rippen, die vom Umfang der Scheibe bis zur Nabe oder Welle verlaufen.

Die Filterhalbscheiben können aus porösem Kunststoff, anderen porösen ~Yerkstoffen, perforiertem Stahl oder ;Metallscheiben bestehen und mit Metall-oder Textilgewe#be überzogen sein, Die Filterdoppelscheiben sind auf eine Hohlwelle gesteckt, In der Mitte des Scheibenpaketes befindet sich eine Auswuchtscheibe. Diese Scheibe hat die gleiche Form wie die kegeligen Pilteraoppel scheiben, Sie besteht aus Vollstahl mit einem Korrosionsschutzüberzug oder korrosionsbeständigem Werkstoff0 6o Nach den Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwisc#hen jeder Filterdoppelscheibe ein Filterkuchenauswerfer befindet0 Die Auswerfer sind um 1800 gegeneinander versetzt.

und sind auf der Hohlwelle des Filterscheibenpaketes mit zwei Kegelzapfenschrauben befestigt0 Die scheibenförmige Nabe des Auswerfers hat einen grösseren Durchmesser als die der Filterdoppelz scheibe, Die beiden Nabenseiten des Auswerfers sind am äusseren Durchmesser nach aussen abgeschrägt. Die Abschrägungen drücken Gummiringdichtungen beim Zudammenpressen des Filterscheibenpaketes an die Naben der FilterdoppelscheibeR.

In der scheibenförmigen Nabe des Auswerfers befindet sich ein zylindrischer Stift, der an beiden Seiten-der Nabenfläche herausragt. Dieser Stift ragt in zylindrische Bohrung#n,d#fj den Nabenflächen der kegeligen Filterdoppelscheiben vorhanden sind, und nehmen bei der Drehung die Filterscheiben mit, Am åusseren Ende'des auswerfers ist ein Auswerfer blatt in axialer wichtung des Filterpaketes eingesetzt. Das Auswerferblatt kann aus StahL, Metall, Kunststoff, Gummi oder aus einem Stahlbürstenpaket bestehen. Die Blattstellung kann auch so verdreht werden, dass eine Paddeiwirkung bzw, Schraubenwirkung entsteht0 7. Nach den Ansprüchen 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterpaket von einem Mantelrohr um schlossen ist. An die Stirnseiten des Mantelrohres sind Platten angeschraubt, die die Rollenlager der Hohlwelle des Filterscheibenpaketes aufnehmen. An die Stirnplatten sind der Filterzellenantrieb und der Filtratabsaugkopf angeschraubt0 Das Mantelrohr hat einen seitlichen Schlitz, der die gleiche Länge hat wie das FilterscheibenpaketO und an den Bohrenden sind zwei weitere sich gegenüberliegende Radialschlitze angebracht0 Der Druckluftmotor des Filterpaketantriebes ist druckfest gekapselt.

8. Nach den Ansprüchen 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Mantelrohr zwei Befestigungsele mente vorhanden sind, mit denen das Mantelrohr an die Speichen des Hauptantriebes befestigt wird.

Als Befestigungselemente können Flanschen, Muffen, oder Schraubnippel verwendet werden.

90 Nach den Ansprüchen 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelrohr des Filterscheibenpaketes einen Heiz- bzw, Kühlmantel erhalten kann, lo. Nach den Ansprüchen 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze des Mantelrohres durch einen Drehverschluss pneumatisch oder hydraulisch verschlossen werden können0 llo Nach den Ansprüchen 1 - lo, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelrohr an einer Stirnseite offen ist, also keine Stirnplatte hat, und der Filtratabsaugkopf und der gekapselte Druckluftmotor an der anderen Seite zusammen und hintereinander angebaut ist, 12. Nach den Ans-orüchen 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterkuchen, der von den Filterschei -ben gegen die Innenfläche des Mantelrohres geschleudert wird, durch ein Schneckenband oder schraggestellte Auswerferblätter zur Stirnseite des Mantelrohres ausgetragen wird und in einen Abwurfschicht fällt, der sich innerhalb des druckfesten Filtergehäuses befindet0 13. Nach den Ansprüchen 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Auswurfschacht eine Transportschnecke montiert ist, die rechtwinklig zur Hauptachse das druckfeste Filtergehäuse durchdringt und an beiden Seiten Austragsöffnungen hat, und die Drehrichtung der Schnecke umsteuerbar ist.

14o Nach den Ansprüchen 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass an dem druckfesten Filtergehäuse seitlich am zylindrischen Mantel eine druckfeste Filterkuchenauswurfeinrichtung angebracht ist9 die aus einem druckfesten Stahlgehäuse, Abwurfschacht und Transportschnecke besteht, 15; Nach den Ansprüchen 1 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass in dem druckfesten Auswurfgehäuse die Filterkuchenableitvorrichtungen montiert sind, die entweder aus einer schräggestellten, vertikalen Prallplatte oder einem vertikalen Luftdüsensystem, oder einem vertikalarbeitenden Abstreifband bestehen können, 16. Nach den Ansprüchen 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkuclienaustragseinrichtung druckfest und gasdicht ist, und die unter dem Åbwurfschacht angeflanschte Transportschnecke entweder links oder rechts drehend den ausgeworfenen Filterkuchen nach links oder rechts transportiert, der dann in druckfeste und gasdichte Behälter fällt, die an den Schneckenaustragsöffnungen angeschlossen sind, dass die Behälter über eine Druckausgleichs leitung mit dem Gehäuse des Filters verbunden sind und ein gas- und druckdichtes System bilden.

17o Nach den Ansprüchen 1 - 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filtezkuchenwaschsystem an jedes Mantelrohr der 1<ilterzellen angeschraubt ist und aus soviel Düsen besteht, wie Zwischenräume der Filterscheiben vorhanden sind, suzüUlich #wei ,aschdüsen für die Aussenflächen der Filterscheiben an jedem Ende des Filterpaketes.

18, Nach den Ansprüchen 1 - 17, dadurch gekennzeichnet, dass an der Preßluftleitung des Waschsystems Luftdüsen angeschraubt sind, die beim Eintauchen der Filterelemente in die Rohflüssigkeit (as oder Preßluft einblasen und beim iLustauchen der Filterzelle aogesch-;ltet werden.

19. Nach den ansprüchen 1 - 18, dadurch gekennzeichnet, dass jede Preßluftdüse ein federbelastetes Ventil hat, das während des Waschvorganges die Preßluftdüse verscfili#sst und erst bei einem höheren Preßluftdruck öffnet als bein waschvorgang vorhanden ist.

2c. Nach den Ansprüchen 1 - 19, dadurch ßekennzeichnet, dass zum Reinigen des Filterinnenraumes durch die Preßluftleitungen kalte oder hei"e Reinigungsflüssigkeit gepumpt wird, und durch die Düsen die unterschiedliche Spritzrichtungen haben, der Innenraum ausgespritzt wird.

21. Nach den ftnspriichen 1 - 20, dadurch gekennzeichnet, dass jede Filterzelle auf 2 X K Speichen des Hauptantriebes befestigt ist.

22. Nach den Ansprüchen - 1 - 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptantrieb des Drehfilters anstelle einer Trommel oder Stirnscheiben mit Speichen versehen ist, an denen die Filterzellen befestigt werden.