DE2731043A1

DE2731043A1 - Doppelt wirkende filterpresse

Info

Publication number: DE2731043A1
Application number: DE19772731043
Authority: DE
Inventors: Takeshi Hoya
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-09-08
Filing date: 1977-07-08
Publication date: 1978-03-16
Also published as: IT1089872B; JPS5332474A; DE2731043B2; GB1576390A; FR2364052A1; JPS5535964B2; DE2731043C3; US4080293A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine doppelt wirkende Filterpresse mit eine Druckkammer bildenden Filterplatten/ wobei Filtertücher zwischen angrenzenden Filterplatten angeordnet sind und Flüssigkeitszuführmittel außerhalb der Filterplatten und Filtertücher sowie Flüssigkeitsdruckmittel innerhalb der Filterplatten und Filtertücher angeordnet sind.

Es wurde bisher eine Vielzahl von Filterpressen vorgeschlagen und zur Zeit verwendet. So zeigt z.B. Fig. 1 eine einfach wirkende,allgemein gebräuchliche Filterpresse, die eine Filterplatte 1, einen Filterrahmen 2 und zwischen der Filterplatte 1 und dem Filterrahmen 2 angeordnete und von innen zusammengepreßte Filtertücher 3 auf v/eist. Eine zu filternde Flüssigkeit wird durch den Filterrahmen 2 zugeführt und wird durch das Filtertuch 3 passiert. Die gefilterte Flüssigkeit wird über Verbindungsöffnungen von einer Ausnehmung 4 in der Filterplatte 1 abgeführt. Ein in dem Filterrahmen 2 verbliebener Filterkuchen 5 aus abgeschiedenem Material kann anschließend entfernt werden, wenn die Filterplatte 1 und der Filterrahmen 2 voneinander getrennt worden sind.

Obwohl diese Art von Filterpressen ein leichtes Sammeln des Filterkuchens nach gegenseitiger Trennung der Filterplatte 1 und des Filterrahrnens 2 gestattet, ist folgendes Problem unvermeidbar durch die einmalig wirkende Betriebsweise, bei der der Druck ein einziges Mal auf die zu filternde Flüssigkeit

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angewandt wird, verursacht. Insbesondere muß in dem Maß, wie sich Filterkuchen in dem Filterrahmen 2 als Ergebnis des fortlaufenden Betriebes der Filterpresse anhäuft, ein höherer Druck an die Flüssigkeit angelegt werden, um die Flüssigkeit durch den Filter zu treiben. Diese starke Vergrößerung des Druckes auf die Flüssigkeit verursacht in nachteiliger Weise einen schnellen Verschleiß des Druckkolbens für die Flüssigkeit und erfordert konsequenterweise eine häufige Erneuerung der Kolbenteile,insbesondere der Kolbenringe.

Ein weiterer Nachteil liegt darin begründet, daß ein wiederholtes Zusammenbauen und Auseinanderbauen des Filters erforderlich ist, um eine vollständige Trennung von flüssigen und festen Bestandteilen zu erreichen, während das Fassungsvermögen für zu filternde Flüssigkeit ziemlich klein ist, wodurch die Leistung der Filterpresse weiter verschlechtert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Filterpresse der oben genannten Art zu schaffen, die die im Stand ebr Technik vorhandenen, oben erwähnten Nachteile vermeidet, eine wirkungsvolle Trennung von Flüssigkeit und Feststoffen unter Zusammenpressen der Flüssigkeit in radialer Richtung dos Filtertuches gestattet, wobei eine Flüssig-Feststoff-Trennung in einem weiten Bereich beim Zusammenpressen eines großen Volumens möglich ist und wobei die Filterpresse zum einfachen Herausnehmen des Filterkuchens leicht zerlegt werden kann.

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Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die anspruchsgemäße Filterpresse gelöst, insbesondere dadurch, daß ein flexibles Druckerzeugungsteil innerhalb der Druckkammer angeordnet ist und daß Druckzuführungsmittel mit dem flexiblen Druckerzeugungsteil verbunden sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den UnteransprUchen zu entnehmen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird also eine Filterpresse vorgeschlagen, die einen Filterkörper aus einer Vielzahl von Filterplatten mit zwischen ihnen angeordneten Filtertüchern aufweist, sowie in dem Filterkörper untergebrachte Druckerzeugungsmittel. Wenn zu filternde Flüssigkeit in den Filterkörper unter Druck eingeführt wurde, so wird ein Druckmittel in den Druckerzeugungsteil eingeleitet, um ein Zusammendrücken der Flüssigkeit in radialer Richtung der Filtertücher zu erzielen, wobei weiterhin eine axiale Kompression vorgesehen ist,wodurch die doppelt wirkende Arbeitsweise der Kompression in zwei Stufen der Filterung erreicht wird. Die zu filternde Flüssigkeit kann nach Wunsch in den Filterkörper erneut eingepreßt werden. Auch kann die durchgepreßte Flüssigkeit durch eine neue ersetzt werden, mit der die Filterung wiederholt wird. Hierdurch enthält der schließlich in dem Filterkörper verbleibende Filterkuchen einen sehr geringen Flüssigkeitsanteil, so daß dessen anschließende Behandlung stark vereinfacht und erleichtert ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs-

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beispiels Im Zusammenhang mit den Figuren ausführlicher erläutert. Es zeigen:

Flg. 1 eine schematische Darstellung eines Teiles einer herkömmlichen Filterpresse;

Fig. 2 einen Schnitt einer vollständigen Filterpresse gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Filterrahmens, eines Filtertuches und einer Führungsstange der Filterpresse gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer vollständigen Filterpresse gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Filterpresse gemäß der Erfindung, mit der hoch-viskose Flüssigkeiten, wie z.B. Vogelmist oder Meeresgrund-Schlamm,gefiltert werden kann. Diese gesamte Einrichtung ist mit 6 bezeichnet.

Die Filterpresse 6 besteht aus einem Kompressionsteil 7, einem Flüssigkeits-Zuführungsteil 8 und einem DruckmittelzufUhrteil 9. Der Kompressionsteil 7 enthält vier Führungsstangen 12, die, wie in Fig. 3 gezeigt, sich zwischen festen Enden 1o und 11 befinden. Eine Mehrzahl ringförmiger Filterrahmen 13 ist an den Führungsstangen 12 gleitend gelagert. Jeder Filterrahmen- 13 wsisfc vier Führungsnuten 14 an seinen

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jeweiligen Ecken auf, die mit einer der FUhrungsstangen in gleitendem Eingriff stehen. V/eiterhin weisen die Filterrahmen 13 an ihren obersten Teilen eine Erhebung 15 zum Eingriff in eine bekannte Auseinanderführvorrichtung 16, die eine Kette enthält, die zum Zeitpunkt des Auseinanderführens in die Erhebung 15 eingreift, auf.

Die seitlichen Oberflächen jedes Filterrahmens 13 weisen eine ringförmige FlUssigkeitssammelrinne 17 auf, die in geeigneter Weise an deren innerem Umfang ausgeformt ist. Die Rinne 17 steht mit einer an dem Unterteil jedes Filterrahmens angebrachten Tropfrinne 18 in Verbindung. An dieser Seitenfläche des Filterrahmens 13 sind eine Vielzahl von Erhebungen angebracht, die ein benachbartes Filtertuch 19 aufnehmen. Das Filtertuch 19 weist an seinem äußeren Umfang vier Ausnehmungen 22 auf, in die die Führungsstangen 12 eingreifen, und ist weiterhin ähnlich wie der Filterrahmen 13 ringförmig ausgebildet. Das Filtertuch 19 weist axiale Löcher 21 zur Aufnahme der Erhebungen 2o an dem Filterrahmen 13 auf, um den Rahmen an dem Filtertuch zu befestigen.

Auf den Führungsstangen 12 ist eine Vielzahl von Filterrahmen 13 und von Filtertüchern 19 in gegenseitiger Berührung angebracht, wobei sie so ausgebildet sind, daß sie über ein bewegliches Endteil 25 zu dem an der linken Seite befestigten Ende 1o bewegt werden können, wobei das Endteil 25 über eine Verbindungsstange 24 an einen Hydraulikzylinder 23, der sich an dem an der rechten Seite befindlichen

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festen Ende 11 befindet, angeschlossen ist und von ihm betätigt wird.

An dem auf der linken Seite befindlichen Ende 1o ist eine Fluid-Einlaßöffnung 26 vorhanden, die mit einer Fluid-Druckpumpe 28 über ein Absperrventil 27 verbunden ist. Das Fluid kann hierbei auch Druckluft sein.

Ein flexibles aufblähbares Teil 29, das z.B. beuteiförmig aus Gummi oder ähnlichem Material besteht, ist mit seinem äußeren Umfang über einen Befestigungsring 3o an das feste Ende 1o angebracht. Die Fluid-Einlaßöffnung 26 steht in Verbindung mit dem inneren Teil des aufblähbaren Teiles Das aufblähbare Teil 29 ist mit seinem freien Ende an einer Stützstange 31 gehalten und ragt so in eine durch die Filterrahmen 13 gebildete Druckkammer 33 hinein. An dem in die Druckkammer 33 hineinragenden Ende der Stützstange 31 befindet sich zur Halterung des aufblähbaren Teiles 29 ein weiteres ringförmiges Teil 32.

Die Druckkammer 33 ist über ein Absperrventil 35 und eine in dem Befestigungsring 3o angebrachte öffnung 34 mit einer Flüssigkeitszuführpumpe 36 verbunden. Die Flüssigkeitszuführpumpe 36 ist zur Zuführung einer Flüssigkeit aus einem Tank 37 in die Druckkammer 33 unter Aufbringung eines Druckes ausgebildet.

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Unterhalb des Kompressionsteils 7 ist ein seitliches Abführrohr 38 zum Sammeln der abgeschiedenen Flüssigkeit angebracht. Es liegt dabei unter der Tropfrinne 18, die an dem Boden der Filterrahmen 13 angebracht ist.

Weiterhin ist unterhalb der Tropfrinne 18 ein Förderband 39 zur Sammlung des Filterkuchens in an sich bekannter Art angebracht.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der erfindungsgenäßen Vorrichtung ausführlicher erläutert. Während des Betriebes, bei dem der Hydraulikzylinder 23 betätigt wird, werden die Filterrahmen in ihre Position gepreßt. Anschließend beginnt die Flüssigkeitszuführpumpe 36 die Flüssigkeit in die Druckkammer 33 zu fördern, wodurch auf das aufblähbare Teil 29 ein äußerer Druck ausgeübt und das Teil 29 zusammengedrückt wird. Nachdem das aufblähbare Teil 29 zu einer etwas verringerten Größe zusammengedrückt wurde, verursacht eine Reaktionskraft einen Filterdruck für eine erste Filterung. Das Absperrventil 27 an dem Druckmittelzuführteil 9 ist hierbei geschlossen. Der erste Filterdruck wird also über den Hydraulikzylinder 23 erzeugt.

Nachdem der Flüssigkeitsdruck einen vorbestimmten Wert erreicht hat, wird das Absperrventil 35 geschlossen.

Anschließend wird das Absperrventil 27 geöffnet und die Preßluftpumpe 28 betätigt, so daß Preßluft in das flexible

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aufblähbare Teil 29 eingeleitet wird. Das Aufblähen des Teiles 29 erzeugt dann einen weiteren Druck auf die Flüssigkeit in der Kompressionskammer 33, wodurch eine zweite Filterung erhalten wird.

Teilweise weil diese zweite Filterung von der Innenseite der zu filternden Flüssigkeitsmasse her erzeugt wird und teilweise weil das flexible aufblähbare Teil der Volunenreduktion des Materials während der Filterung folgt, wird eine hohe Effizienz der Filterung in einer kürzeren Zeit erreicht.

Anschließend wird das Absperrventil 35 an der Flüssigkeitseinlaßöffnung 34 geöffnet. Die Pumpe 36 wird dann zur weiteren Zuführung von Flüssigkeit in die Kompressionskammer 33 gestartet. Das Ventil 27 an dem Druckmittelzuführteil 9 wird während der Zuführung von zusätzlicher oder neuer Flüssigkeit offengehalten, um ein Ablassen der Luft aus dem aufblähbaren Teil 29 in die Atmosphäre zu gestatten. Alternativ hierzu kann die Luft auch abgesaugt werden, um das Luftablassen aus dem aufblähbaren Teil zu beschleunigen.

Nach dem Luftablassen aus dem aufblähbaren Teil 29 wird der Flüssigkeitsdruck wiederum durch den ersten Filterdruck auf den Filterkuchen 19 aufgebracht. Das Absperrventil 35 ist wiederum geschlossen, um den DruckmittelzufUhrteil 9 in die Lage zu versetzen, die zweite Filterstufe in oben beschriebener Weise durchzuführen.

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Diese erste und zweite Filterstufe werden solange wiederholt, bis die Kompressionskammer 33 mit Filterkuchen voll ist und ein weiteres Aufblähen des aufblähbaren Teiles 29 nicht mehr möglich ist. Damit ist die Filterung für diese Dauer des Betriebes beendet.

Während der Filterung wird die gefilterte Flüssigkeit über die ringförmige Rinne 17 und die Tropfrinne 18 in dem Abführrohr 38 für eine weitere Behandlung gesammelt.

Nach Beendigung der Filterung wird das Abführrohr 38 seitlich von der Filterpresse über geeignete Mittel weggeführt, so daß das darunter liegende Förderband 39 der Filterpresse gegenüberstehen kann.

Eine darauf erfolgende Druckbeaufschlagung des Hydraulikzylinders 23 in einer bekannten Weise bewirkt eine rücklaufende Bewegung des beweglichen Endes 25 von dem Kompressionsteil 7 zu dem an der rechten Seite befindlichen Ende 11. Die Auseinanderführvorrichtung 16 wird anschließend zur Trennung der Filterrahmen 13 betätigt.

Da die Filterkuchen in der Kompressionskammer 33 in einer Form von separaten kompakten Körpern vorliegen, fallen die meisten von ihnen von selbst auf das Förderband 39, wenn die Rahmen 13 bewegt werden. Die Kuchenteile, die in dem Filterrahmen 13 oder an dem aufblähbaren Teil 29 fest haften, können durch Klopfen auf den Filterrahmen oder durch Evakuieren

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des aufblähbaren Teiles 29, wodurch es zusammenfällt, entfernt werden. Das Förderband sammelt dann die Filterkuchen und führt sie zu einer weiteren Behandlung oder einer Lagerung fort.

Obwohl In der vorhergehenden Beschreibung Luft zum Aufblähen des aufblähbaren Teiles 29 verwendet wurde, kann auch eine inkompressible Flüssigkeit, wie z.B. öl, alternativ verwendet werden. Die Verwendung einer inkompressible!! Flüssigkeit verringert ein Absinken des Druckes an den zu filternden Material,indem der Druck des Druckmittels selbst diesem Druck hinzugefügt wird.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Filterung hochviskoser Materialien oder von Schlamm, wie z.E. Vogelmist oder Meeresgrund-Schlamm,in einem weiten Bereich durch die Filterpresse gemäß der vorliegenden Erfindung wirkungsvoller durchgeführt wird dank der Anwendung eines flexiblen und aufblähbaren Teiles in der durch die ringförmigen Filterrahmen gebildeten Kompressionskanunern. Das Aufblähen des aufblähbaren Teiles erzeugt folglich eine zvreite Filterung, die im Zusammenwirken mit der ersten Filterung, die durch den Druck der behandelten Flüssigkeit selbst erzeugt wird, in höherem Maß eine schnellere und effizientere Filterung darstellt. Zusätzlich wird, wenn die zweite Filterung über das aufblähbare Teil von der Innenseite des zu filternden Materials her erfolgt, die Druckbeaufschlagung des Filterkuchens gleichmäßiger, wobei örtliche unregelmäßige Druckverteilungen vermieden werden.

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Da die Filterung im wesentlichen durch den über den Druckzuführungsteil angelegten Druck erfolgt, kann die Leistung der Flüssigkeitszuführpumpe im Vergleich mit herkömmlichen Filterpressen, bei denen der Druck ausschließlich von dem zu filternden Gut aufgebracht wird, erheblich verkleinert werden, wodurch eine Flüssigkeitsförderpumpe mit verringertem Leistungsvermögen verwendet werden kann. Zusätzlich gleicht das Aufblähen des aufblähbaren Teiles eine Volumenreduktion des zusammengepreßten Materials aus, v/odurch ein großer Kompressionsbereich erzeugt wird, was wiederum eine stark vergrößerte Effizienz der Filterung bewirkt.

Das wiederholte Aufblähen und Luftablassen (Inflation und Deflation) des Kompressionsteils mit zusätzlichem oder neuem Material ermöglicht in vorteilhafter Weise eine hocheffiziente Filterung in einem großen Bereich.

Der flexible Aufbau des Kompressionsteils ermöglicht eine gleichmäßige Trennung von Flüssigkeit und festem Material unabhängig von einer gleichmäßigen Verteilung des Materials, da sie den Kompressionsteil in die Lage versetzt, der räumlichen Verteilung des Materials zu folgen und so eine gleichmäßige Verteilung zu erzielen.

Wenn der Filterkuchen in Form einheitlicher separater Körper vorliegt, kann er selbständig herabfallen, wenn die Filterrahmen voneinander getrennt werden. Obwohl eine geringe Filterkuchenmenge in ^b2^w«_e4n dep Filterrahmen hängenbleiben kann,

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können diese leicht herabfallen, wenn auf die Filterrahmen geklopft wird. Filterkuchenteile, die an den Koinpressionsteil hängengeblieben sind, können hiervon leicht entfernt werden, indem das aufblähbare Teil evakuiert wird und damit in sich zusammenfällt. Hierdurch wird also gemäß der Erfindung das Einsammeln des Filterkuchens erleichtert.

Ein Verlust des für die Kompression anzulegenden Druckes, d.h. eine Volumenverringerung des Druckmittels selbst, kann dadurch vermieden werden, daß eine inkompressible Flüssigkeit als Druckmittel zum Füllen des Kompressionsteils verwendet wird.

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Claims

Dr. D.Thomsen PATE NTANWALTS BÜRO

O Telefon (039) 530211 ** 530212

W. Weinkauff "-SETZ )-»— 2731043

Telex 524303 xpert d

PATENTANWÄLTE

Manchen: Frankfurt/M.:

Dr. rar. nat. O. Thomson Dlpl.-Ing. W. Welnkautf

(Fuchshohl 71)

Dresdner Bank AQ, München, Konto S 574 237

8000 München 2 Kalser-Ludwig-Platz β 8. Juli 1977

Takeshi ΗΟΪΑ
Iruma-shi, Saitama-ken, Japan

Doppelt wirkende Filterpresse

Patentansprüche

( 1.JDoppelt wirkende Filterpresse mit eine Druckkammer bildenden Filterplatten, wobei Filtertücher zwischen angrenzenden Filterplatten angeordnet sind und Flüssigkeitszuführmittel außerhalb der Filterplatten und Filtertücher sowie Flüssigkeitsdruckmittel innerhalb der Filterplatten und Filtertücher angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein flexibles Druckerzeugungsteil (29) innerhalb der Druckkammer (33) angeordnet ist und daß Druckfluidzuführungsmittel (9) mit dem flexiblen Druckerzeugungsteil (29) verbunden sind.

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2. Filterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger Filterrahmen (13) mit an seinem äußeren Umfang angeordneten Führungsnuten (22) eine an seiner inneren Fläche angeordnete Flüssigkeitssammelrinne (17) und eine hiermit in Verbindung stehende, an der Unterseite des Filterrahmens (13) angebrachte Tropfrinne (18) aufweist.
3. Filterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiges Filtertuch (19) zur Befestigung an der Seitenfläche des Filterrahmens (13) ausgebildet ist.
4. Filterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein aufblähbares Teil (29) mit einem festen Ende durch ein feststehendes Teil (1o) an diesem befestigt ist und daß ein freies Ende von einer an dem festen Teil (1o) befestigten Stützstange (31) gehalten ist.
5. Filterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein über eine Verbindungsstange (24) mit einem beweglichen Teil (25) verbundener Hydraulikzylinder (23) zum Andrücken der Filterrahmen (13) an das feststehende Teil Uo) vorgesehen ist.
6. Filterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine als Luftförderpumpe ausgebildete Druckmittelpumpe (28) mit dem flexiblen Druckerzeugungsteil (29) zur Preßluftzuführung in das flexible Druckerzeugungsteil (29) verbunden ist.

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7. Filterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flüssigkeitszuführpumpe (36) mit der Druckkammer (33) fluidisch verbunden ist.
8. Filterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine kettenförmige Auseinanderführvorrichtung (16) mit einem Ende des Filterrahmens (13) verbindbar ist.

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