DE2731043B2 - Doppelt wirkende Membranfilterpresse - Google Patents
Doppelt wirkende MembranfilterpresseInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D25/00—Filters formed by clamping together several filtering elements or parts of such elements
- B01D25/12—Filter presses, i.e. of the plate or plate and frame type
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Description
Die Erfindung betrifft eine doppelt wirkende Membranfilterpresse nach dem Oberbegriff des Anspruchs
I.
Es sind bereits doppelt wirkende Membranfilterpressen sowohl vom Rahmen- als auch vom Kammertyp
bekannt, bei denen jeder einzelne scheibenförmig ausgebildete Filterrahmen mit jeweils einem an eine
Druckfluidquelle angeschlossenen flexiblen Druckerzeugungsteii in Form einer Gummiblase umgeben ist,
wobei das Filtertuch auf der äußeren Oberfläche der Gummiblase aufliegt (US-PS 33 90 772). Bei einer
Kammerfilterpresse wird die zu filtrierende Flüssigkeit
(Trübe) zwischen den zwei auf den Gummiblasen eines jeden Filterrahmens aufliegenden Filtertüchern eingebracht
Bereits beim Einbringen der Trübe wird aufgrund des Flüssigkeitsdrucks eine erste Filterung
erzeugt Die zweite Filterung wird dadurch erreicht daß
ίο der Innenraum einer jeden Gummiblase an eine
Druckfluidquelle angeschlossen wird, wobei die einzelnen Gummiblasen von innen her aufgebläht und dabei
die zwischen den äußeren Oberflächen der Gummiblasen befindlichen, mit der zu filtrierenden Flüssigkeit
aufgefüllten Zwischenräume verkleinert werden. Bei einer Rahmenfilterpresse, bei der abwechselnd nach
jedem Filterrahmen eine Filterplatte angeordnet ist, wird die zu filtrierende Flüssigkeit in den Zwischenraum
zwischen den zwei benachbarten Filtertüchern eingebracht von denen das eine auf der äußeren Oberfläche
der den Filterrahmen umgebenden Gummiblase und das andere auf der Oberfläche der Filterplatte aufliegt. Bei
beiden der vorstehend genannten Filterpressentypen tritt jeweils die Flüssigkeit durch die Filtertücher in
Richtung auf die mit Gummiblasen überzogenen scheibenförmigen Filterrahmen bzw. auf die scheibenförmigen
Filterplatten hindurch, während der Filterkuchen in den Zwischenräumen zwischen den Filtertüchern
verbleibt und nach Öffnen der Filterpresse
JO entfernt werden kann. Solche bekannten Rahmenfilterpressen
sind jedoch nachteilig dahingehend, daß zwei verschiedene Elemente, nämlich eine Filterplatte und
ein Filterrahmen benötigt werden (erhöhte Kosten für Fertigung und Lagerhaltung) und daß bei einer
J5 vorgegebenen Filterpressenlänge weniger nutbares Filterkuchenvolumen untergebracht werden kann; bei
den beschriebenen Kammerfilterpressen ist vor allem nachteilig, daß die Filierkammern nur nacheinander von
der ersten bis zu letzten Kammer mit dem zu filtrierenden Material gefüllt werdsn, woraufhin dann
bei langem Pressen die letzten Kammern bereits überfüllt sind, bevor die ersten Kammern vollständig mit
Filterkuchen gefüllt sind. Bei den bekannten Kammer- und Rahmenfilterpressen mit flexiblen Druckerzeugungsteilen
in Form von die einzelnen scheibenförmigen Filterrahmen umgebenden Gummiblascn ist außerdem
das infolge von Verschleißerscheinungen nötige Auswechseln der Gummiblasen umständlich und arbeitsaufwendig
und die Entnahme des Filterkuchens ist
w zum Teil schwierig.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine doppelt wirkende Membranfilterpresse der eingangs erwähnten
Gattung zu schaffen, die sowohl ein größeres Fassungsvermögen und damit eine bessere Ausnutzung pro
Filterpressenvolumeneinheit als auch ein einfacheres Auswechseln des flexiblen Druckerzeugungsteils und
ein einfacheres Entnehmen des Filterkuchens aus der Filterpresse ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs I gelöst. Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei dieser Membranfilterpresse ergibt sich eine wirkungsvollere Trennung der Trübe in einen flüssigen
und einen Feststoff-Anteil unter Verdrängung der Trübe in radialer Richtung des Filtertuches bzw.
Filterfließes, wobei die Flüssigkeit/Feststoff-Trennung in weiten Bereichen und die Verarbeitune eroßer
Volumina in einer einzigen Druckkammer möglich ist; hierbei ist die Filterung in einer einzigen groBvolumigen
Filterkammer weniger kompliziert; wegen einfacherer
Konstruktion erfolgt auch das Auseinandernehmen und Auswechseln einzelner Teile einfacher und schneller s
und die Reinigung der Filterpresse ist leichter, so daß der Wartungsaufwand geringer ist (z. B. bei Verschleiß
von Teilen nur einfaches Austauschen nötig; dagegen bei den bekannten Filterpressen Auswechseln von z. B.
Druckerzeugungsteilen bei jedem einzelnen Filterrahmen MJtig). Die erfindungsgemäße Filterpresse wird im
Betrieb an allen Stellen gleichmäßig mit der zu filtrierenden Flüssigkeit beladen, so daß überall der
Druck gleich ist. Man erhält deshalb einen Filterkuchen mit nur noch sehr geringen Flüssigkeitsanteilen, dessen
Aufarbeitung vereinfacht ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigt
F i g. 1 im Schnitt eine Gesamtansicht der Membranfilterpresse;
Fig.2 eine perspektivische Ansicht eines Filterrahmens,
eines Filtertuches und einer Führungsstange;
F i g. 3 eine schematische Darstellung der Gesamtansicht der Membranfilterpresse.
Mithilfe der Filterpresse 6 gemäß F i g. 1 werden z. B. hochviskose Flüssigkeiten, wie Vogelmist oder Meeresgrund-Schlamm,
gefiltert.
Die Filterpresse 6 besteht aus einem Kompressionsteil 7, einem Flüssigkeits-Zuführungsteil 8 und einem
Druckfluidzuführteil 9. Der Kompressionsteil 7 enthalt jo vier Führungsstangen 12, die, wie in F i g. 3 gezeigt, sich
zwischen festen Enden 10 und Π befinden. Eine Mehrzahl ringförmiger Filterrahmen 13 ist an den
Führungssiangen 12 gleitend gelagert. Jeder Filterrahnien
13 Veist vier Führungsnuten 14 an seinen J5 jeweiligen Ecken auf, die mit einer der Führungsstangen
12 in gleitendem Eingriff stehen. Weiterhin weisen die
Filierrahmtri 13 an ihren obersten Teilen eine Erhebung
15 ium Ei'ii:nff in eine bekannte Auseinanderführvorrichtung
Ui, die eine Kette enthält, die zum Zeitpunkt des Ausehla'iderführens in die Erhebung 15 eingreift,
auf.
E^ie seitlichen Oberflächen jedes Filterrahmens 13
werten eine rmgförinige Flüssigkeitssammelrinne 17 auf,
die in getij^neter Weise an derer, innerem Umfang
ausgeformt 'st. Die Rinne 17 steht mit einer an dem Unierteil je^'es Filterrahmens angebrachten Topfrinne
18 in Verbindung. An dieser Seitenfläche des Filterrahmens 13 s'nd eine Vielzahl von Erhebungen 20
angebracht, tfie in axiale Löcher 21 im benachbarten to Filtertuch 19 eingreifen und so das Filtertuch am
Rahmen festhalten. 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.
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 (0 hinbewegt werden
können, wobei das Endteil 25 über eine Verbindungsstange 24 an einen Hydraulikzylinder 23, der sich an dem
an der rechten Seite befindlichen festen Ende 11 befindet, angeschlossen ist und von ihm betätigt wird.
An dem auf der linken Seite befindlichen Ende 10 ist f>r>
eine Druckfluid-Einlaßöffnung 26 vorhanden, die mit einer Fluid-Druckpumpe 28 über ein Absperrventil 27
verbunden ist. Das Fiuid kann hierbei auch Druckluft
Ein flexibles aufblähbares Druckerzeugungsteil 29, das z. B. beuteiförmig aus Gummi oder ähnlichem
Material besteht, ist mit seinem äußeren Umfang über einen Befestigungsring 30 an das feste Ende 10
angebracht. Die Druckfluid-Einlaßöffnung 26 steht in Verbindung mit dem Innenraum des aufblähbaren
Druckerzeugungsteiles 29, das mit seinem freien Ende an einer Stützstange 31 gehalten ist und so in eine durch
die Filterrahmen 13 gebildete Druckkammer 33 hineinragt An dem in die Druckkammer 33 hineinragenden
Ende der Stützstange 31 befindet sich zur Halterung des aufblähbaren Druckerzeugungsteils 29
ein weiteres ringförmiges Teil 32.
Die Druckkammer 33 ist über ein Absperrventil 35 und eine in dem Befestigungsrinji 30 angebrachte
öffnung 34 mit einer Flüssigkeitszuführpumpe 36 verbunden. Mit der Flüssigkeitszuführpumpe 36 kann
die als Druckfluid verwendete FhV r.igkeit aus einem
Tank 37 in die Druckkammer 33 eingebracht werden.
Unterhalb des Kompressionsteils 7 ist ein seitliches Abführrohr 38 zum Sammeln der abgeschiedenen
Flüssigkeit angebracht. Es liegt dabei untei der Tropfrinne 18, die an dem Boden der Fiiterrahmen 13
angebracht ist.
Weiterhin ist unterhalb der Tropfrinne 18 ein Förderband 39 zum Sammeln des Filterkuchens in an
sich bekannter Art angebracht.
Die Arbeitsweise der Membranfilterpresse ist folgendermaßen: Zunächst werden die Filterrahmen mit
Hilfe der Hydraulikzylinder 23 in ihre Position gepreßt. Anschließend beginnt die Flüssigkeitszuführpumpe 36,
die Flüssigkeit in die Druckkammer 33 zu fördern, wodurch auf das aufblähbare Druckerzeugungsieil 29
ein äußerer Druck ausgeübt und dieses Teil zusammengedrückt wird. Nachdem das aufblähbare Druckerzeugungsteil
29 zu einer etwas verringerten Größe zusammengedrückt wurde, verursacht eine Reaktionskraft einen Filierdruck für eine erste Filterung. Das
Abrperrventil 27 an dem Druckmittelzuführteil 9 ist hierbei geschlossen.
Nachdem der Flüssigkeitsdruck einen vorbestimmten Wert erreicht hat, wird das Absperrventil 35 geschlossen.
Anschließend wird das Absperrventil 27 geöffnet und die Druckpumpe 28 betätigt, so daß Preßluft in das
flexible aufblähbare Druckerzeugungstei! 29 eingeleitet wird. Das Aufblähen des Druckerzeugungsteils 29
erzeugt dann einen weiteren Druck auf die Flüssigkeit in der Kompressionskammer 33, wodurch eine zweite
Filterung erhalten wird.
Teilweise weil diese zweite Filterung vom Flüssigkuitsvolumen
der zu filtrierenden Flüssigkeit her erzeugt wird und teilweise weil das flexible aufblähbare
Druckerzeugungsteil der Volumenrediiktion der zu filtrierenden Flüssigkeit während der Filterung folgt,
wird eine hohe Filterungswirkung in relativ kurzer Zeit erreicht.
Anschließend wird das Absperrventil 35 an der Fliissigkeitseinlaßöffnung 34 geöffnet. Die Pumpe 36
wird dann zur weiteren Zuführung von Flüssigkeit in die Kompressionskammer 33 in Gang gesetzt. Das Ventil 27
an dem Druckmittelzuführteil 9 wird während der Zuführung von zui./tzlich'jr oder neuer Flüssigkeit
offengehalten, um das 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 übt der Flüssigkeitsdruck wiederum auf das Filtertuch
19 Filterdruck aus. Das Absperrventil 35 wird dann wiederum geschlossen, um das Druckmittelzuführteil 9
in die Lage zu versetzen, die zweite Filterstufe in oben beschriebener Weise durchzuführen.
Die erste und zweite Filterstufe werden so lange 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 Betriebsdauer beendet.
Während der Filterung wird die gefilterte Flüssigkeit
über die ringförmige Rinne 17 und die Tropfrinne 18 in
dem Abführrohr 38 zwecks Aufarbeitung gesammelt.
Nach Beendigung der Filterung wird das Abfiihrrohr
1Λ spitlirh vnn Hpr FÜ'.Crnr£SS£ ?^σ£ΠΟΓΠ!ϊ!θη, SO düQ diiS
Förderband 39 dann direkt unter der Filterpresse liegt.
Eine darauf erfolgende Druckbcaiifschlagung des
Hydraulikzylinders 23 in einer bekannten Weise bewirkt eine rücklaufende Bewegung des beweglichen [indes 25
von dem Kompressionsteil 7 zu dem an der rechten Seite befindlichen Ende II. Die Auseinanderfiihrvorrichtung
16 wird anschließend zur Trennung der
Da die Filterkuchen in der Kompressionskammer 33 in Form von separaten kompakten Gebilden 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 anhaften, können durch
Klopfen auf den Filterrahmen oder durch Evakuieren des aufblähbaren Teiles 29 entfernt werden. Das
ίο Förderband sammelt dann die Filterkuchen und führt sie
fort.
Anstatt Luft (wie zuvor beschrieben) zum Aufblähen
des aufblasbaren Teiles 29 zu verwenden, kann auch eine inkompressible Flüssigkeit, wie /. B. Öl, bcnut/t
werden. Dies verringert das Absinken des Drucks an dem zu filternden Material.
wird eine schnellere und wirksamere Filterung großer Mengen er/iclt. Die Driickbeaufschlagung des Filtcrkuchens
ist gleichmäßiger und örtlich regelmäßiger.
Da die Filterung im wesentlichen durch den über den Druckzuführungsicil angelegten Druck erfolgt, braucht
nur eine kleinere Fliissigkeits/uführpumpe verwendet
/u werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Doppelt wirkende Membranfilterpresse mit eine Druckkammer bildenden Filterrahmen, zwischen
denen Filtertücher angeordnet sind, mit einem innerhalb eines jeden Filterrahmens vorgesehenen
Hohlraum, in den mindestens eine Zuführungsleitung Tür die zu filtrierende Flüssigkeit mündet und
der durch ein flexibles Druckerzeugungsteil, das an eine Druckfluidquelle angeschlossen ist, volumenmäßig
veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Filterrahmen (13) und die Filtertücher (19) jeweils ringförmig ausgebildet sind und daß sich
durch deren zentrale Öffnungen ein die gesamte Länge der aneinandergereihten Filterrahmen (13)
und Filtertücher (19) in axialer Richtung durchsetzendes flexibles Druckerzeugungsteil (29) erstreckt
2. Filterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Filterrahmen (13) an
seinem äußeren Umfang angeordnete Führungsnuten (22), eine an seiner inneren Seitenfläche
angeordnete Flüssigkeitssammelrinne (17) und eine hiermit in Verbindung stehende, an der Unterseite
des Filterrahmens (13) angebrachte Tropfrinne (18) aufweist.
3. Filterpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Filtertuch (19)
zur Befestigung an der inneren Seitenfläche des Filterrahinens (13) ausgebildet ist
4. Filterpresse nach einem der vorstehenden Ansprüche, uadurch gekennzeichnet, daß ein über
eine Verbindungsstanje (24) ./it einem beweglichen
Teil (25) verbundener Hydraulikzylinder (23) zum Andrücken der Filterrahmen (5') an das feststehende
Teil (10) vorgesehen ist.
5. Filterpresse nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Druckerzeugungsteil (29)
in an sich bekannter Weise aufblähbar ausgebildet ist.
6. Filterpresse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Druckerzeugungsteil (29)
mit einem festen Ende durch ein feststehendes Teil (10) an diesem befestigt ist und mit einem freien
Ende von einer an dem festen Teil (10) befestigten Stützstange (31) gehalten ist
7. Filterpresse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Druckmittelpumpe (28) mit dem Innenraum des flexiblen Druckerzeugungsteil (29) verbunden ist.
8. Filterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flüssigkeitszuführpumpe (36) mit
der Druckkammer (33) fluidisch verbunden ist.
9. Filterpresse nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eine kettenförmige Auseinanderfühivorrichtung
(16) mit einem Ende des Filterrahmens (13) verbindbar ist
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